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Industrie 4.0, Industrie automobile, Innovation

Impression 3D et moulage par injection – complémentarité des deux technologies

06 mai 2022

L'industrie automobile a toujours été désireuse d'adopter de nouvelles technologies et méthodes dans le processus de fabrication. La forte concurrence et les besoins sans cesse croissants des utilisateurs stimulent effectivement l'innovation dans de nombreux domaines. Cela s'applique également à la production de composants individuels où l’impression 3D et moulage par injection sont utilisés. Quelles sont les caractéristiques de ces technologies ? Sont-elles complémentaires ?

Impression 3D et moulage par injection dans l'industrie automobile

Ces technologies sont utilisées pour la production de pièces automobiles intérieures et extérieures. Grâce à elles, on peut fabriquer des composants tels que les pare-chocs, les panneaux de porte, les rails de plancher, les aérations, les poignées de porte ou les éléments du tableau de bord. Quelles sont donc les caractéristiques de ces deux technologies ?

 Amortisseur avant en PPE.
Amortisseur avant en PPE.

Les origines de l'impression 3D, également connue sous le nom de fabrication additive, remontent à la fin des années 1980. Bien que le développement de cette technologie se soit étalé sur plusieurs décennies, elle reste assez innovante et extrêmement utile – son principal avantage est la possibilité de construire des modèles tangibles en trois dimensions qui reproduisent les modèles numériques. L'impression 3D est utilisée dans de nombreux secteurs, notamment l'automobile, où elle est utilisée à presque toutes les étapes de la fabrication. Cette technologie est notamment utilisée pour le prototypage, la fabrication de pièces détachées et de composants complets. Il s'agit d'une solution qui présente de nombreux avantages, notamment le faible poids des pièces fabriquées à l'aide de la technologie de fabrication additive, ainsi qu'une grande durabilité.

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Impression 3D et moulage par injection – quelle est la différence entre ces technologies ?

Le moulage par injection est une alternative à l'impression 3D. Il est largement reconnu dans l'industrie automobile. Ici, le processus de fabrication consiste à injecter une masse de matériau plastifié dans la cavité d'un moule, qui est ensuite soumis à un refroidissement, afin de solidifier le produit. L'ensemble du processus doit se dérouler sous une certaine pression, et après la solidification de la masse plastique, la forme souhaitée est obtenue. Les différences entre ces méthodes sont assez importantes, car elles concernent non seulement la technologie elle-même, l'échelle de production, mais aussi les outils utilisés. Cela se traduit par le coût de fabrication des éléments, leur durabilité et la rapidité de l'ensemble du processus. Néanmoins, ces deux méthodes ont leurs avantages – qui plus est, il est possible de combiner les avantages de l'impression 3D et du moulage par injection.

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Impression 3D ou moulage par injection : quand utiliser chaque méthode ?

 Front shock absorber from EPP.
 

L'impression 3D est le plus souvent utilisée dans les situations où des délais courts sont essentiels ou lorsque les conceptions sont sujettes à des modifications fréquentes. C'est également un bon choix lorsqu'il y a de petites séries de production (jusqu'à 100 pièces) et des éléments relativement petits à fabriquer. Le moulage par injection, quant à lui, est une option appropriée si des délais plus longs sont possibles et pour une production en grande série sans prototypage. Le processus est également assez flexible, ce qui permet d'utiliser la méthode pour fabriquer des pièces de n'importe quelle taille ou niveau de complexité.

Par conséquent, l'impression 3D sera un bon point de départ pour la fabrication, notamment pour les petites séries et le prototypage.

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Avantages et inconvénients de l'impression 3D et du moulage par injection

L'impression 3D a un faible coût de mise en œuvre, ce qui peut être avantageux pour les petites entreprises en croissance. De plus, il est possible d'apporter facilement des modifications ou de corriger des erreurs liées à la conception, ce qui en fait une méthode idéale pour la phase de prototypage. Toutefois, il convient de noter que cette méthode n'est pas sans inconvénients, le plus important étant le nombre limité de produits pouvant être imprimés simultanément, ce qui affecte la vitesse de l'ensemble du processus de fabrication.

Les principaux avantages du moulage par injection sont des taux de production élevés, une durabilité exceptionnelle du produit final et la possibilité de produire en masse des pièces sans défaut, ce qui réduit considérablement les coûts. Les inconvénients, cependant, sont les limitations de conception qui résultent de la géométrie du moule, ainsi que la difficulté d'introduire des changements. Ce dernier aspect peut toutefois être atténué par une bonne préparation du projet. En outre, le moulage par injection peut impliquer des coûts plus élevés, mais avec une fabrication en grande quantité, il s'avère rapidement être une méthode très rentable.

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Est-il possible de combiner les avantages de ces deux méthodes ?

Jusqu'à récemment, l'impression 3D et le moulage par injection étaient considérés comme deux méthodes concurrentes, mais l'industrie automobile prouve que ces technologies peuvent se compléter avec succès, apportant de nouveaux avantages aux entreprises. L'impression 3D est une méthode indispensable principalement au stade du prototypage du projet de moulage par injection, qui doit toujours être motivé par une analyse détaillée pour s'assurer que la pièce cible remplit ses fonctions utilitaires et esthétiques. Avant de décider de mettre en œuvre le projet, la création d'un prototype sur une imprimante 3D est une bonne solution. Cela permet d'éliminer toute erreur et de s'assurer que la solution sera conforme aux objectifs et aux attentes du client.

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Composants automobiles – de la conception du moule à la production des pièces

Knauf Automotive s'engage à innover dans le domaine de l'automobile. La combinaison de l'impression 3D et du moulage par injection ouvre nettement plus de possibilités et permet d'obtenir des composants finaux de meilleure qualité, tels que des pièces de tableau de bord, des pièces de porte et de fenêtre, des modules de toit, des passages de roue et des grilles.

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Chaque conception de moule fait l'objet d'une analyse approfondie afin qu'il n'y ait aucune marge d'erreur au stade de la fabrication finale. Atteindre les objectifs visés est possible grâce à la méthode d'impression 3D, irremplaçable lors du prototypage. Cette approche permet de corriger et d'éliminer rapidement toute incohérence avec les spécifications précédentes. Knauf Automotive utilise les logiciels polyvalents NX Siemens et Catia pour concevoir les moules et créer les prototypes.

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