Dans un article précédent, nous vous avons présenté les grands principes permettant de concevoir une pièce plastique en appliquant le principe de Design To Cost. Dans cet article, nous allons vous présenter plus en détail comment réduire vos coûts en fonction des différentes technologies de transformation.
Rotomoulage, injection, soufflage : comment choisir ?
Le choix d’une technologie de production de pièces plastiques se fait autant sûr des critères économiques que techniques. Ces 3 technologies ont l’avantage d’être complémentaires.
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Avantages |
Points faibles | |
| Injection |
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| Soufflage |
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| Rotomoulage |
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Réduire les coûts en injection plastique
Produire en très grande série
Comme le coût de réalisation des outillages d’injection est élevé, ce procédé est plutôt réservé aux grandes séries. La meilleure manière de réduire les coûts est donc d’augmenter les cadences et les volumes produits.
On estime qu’il faut au moins produire 25 000 pièces pour rentabiliser une production en injection.
Recherche de l’épaisseur minimale pour réduire les temps de cycle
En injection plastique, le temps de refroidissement des pièces dépend directement de l’épaisseur des parois. Pour réduire au maximum les temps de cycles, et donc les coûts de production, le premier réflexe est de chercher à réduire toutes les épaisseurs.
Recherche d’une épaisseur constante
Le second réflexe est de « traquer » les éventuelles surépaisseurs qui pourraient subsister à cause d’erreurs de design, car la moindre zone en surépaisseur fera indéniablement « exploser » le temps de cycle.
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Réduire les temps de cycle par tous les moyens En injection, tous les moyens sont bons pour réduire les temps de cycle. L’incorporation d’additifs permettant d’accélérer le refroidissement en fait partie, de même que l’ajout de charges pour renforcer la matière et ainsi réduire les épaisseurs. |
Automatiser la décoration
Pour limiter les opérations de décoration post-injection et gagner du temps par l’automatisation, il existe différentes technologies permettant de réaliser les décorations directement dans le moule :
- L’IML (In Mold Labelling) : l’insertion d’une étiquette dans le moule évite une étape supplémentaire de collage ;
- L’IMD (In Mold Decoration) : insertion de fibres ou d’autres matériaux pour créer des effets 3D, de bois par exemple. Très utilisé dans l’automobile ou l’électroménager.
- La texturation des parois du moule : différents procédés permettent d’obtenir toutes sortes d’effets sur les pièces ;
Ajouter des additifs dans la matière avant mise en forme permet également d’obtenir toutes sortes d’effets (nacré, marbré, pailleté, etc.).
Optimiser la conception pour l’injection
En injection il faut :
- Bannir les contre dépouilles, pour simplifier la conception des moules
- Penser à éviter les arêtes vives
- Ne pas oublier d’inclure des angles de dépouille pour faciliter le démoulage
Réduire les coûts en soufflage
Optimiser les étirements et le poids
Pour fabriquer une pièce en soufflage, on part d’une pièce creuse extrudée qui a la forme d’une éprouvette : la paraison.
Cette pièce est ensuite déformée par ajout d’air sous pression puis plaquée contre les parois d’un moule. L’épaisseur de la pièce produite n’est donc pas homogène. Pour avoir une maîtrise de l’épaisseur minimum sur certaines zones critiques et ainsi gagner en poids et économiser de la matière, il est important de se baser sur une simulation préalable des étirements matière.
Optimiser les opérations de découpe manuelles
Sur les pièces produites en soufflage, le déchet est séparé de la pièce finale par une découpe manuelle, à l’aide d’un marteau ou d’un couteau. Pour faciliter au maximum les travaux de découpe pour les opérateurs et leur faire gagner du temps, on va donc chercher à optimiser la conception pour que le déchet se détache le plus facilement possible.
Si le volume de production le permet, cette opération peut également être automatisée, en plaçant un dispositif constitué d’un cutter sur vérin, à l’intérieur du moule, ou en utilisant un robot.
Optimiser le refroidissement par des additifs
En extrusion soufflage, l’incorporation de charges minérales permet à la fois :
- d’accélérer le refroidissement
- d’améliorer le dimensionnel de la pièce
- d’augmenter sa résistance
- de réduire la quantité de matière plastique utilisée
Autres optimisations possibles
- intégrer des butées d’indexation dans le design pour que les pièces s’imbriquent entre elles afin de former une palette autostable
- essayer au maximum de coupler plusieurs pièces dans un même moule
- automatiser la distribution d’inserts surmoulés
Réduire les coûts en rotomoulage
Proposer un design qui tient compte des déformations
En rotomoulage, comme il n’y a pas de mise sous pression, la matière plastique circule librement le long des parois du moule et a tendance à s’accumuler dans les parties creuses. Il en résulte de fortes variations d’épaisseur.
Adapter la géométrie du moule à ce phénomène de déformation, permet ainsi de réduire les quantités de matière consommées.
Exemple : ce moule est optimisé pour faciliter les transferts de chaleur. Les picots agissent comme un radiateur qui augmente la surface d’ aluminium en contact avec la matière.
Le rotomoulage, un procédé artisanal en partie automatisable
Une partie des opérations manuelles est automatisable (ouverture/fermeture des moules, chargement matière), mais cela nécessite des investissements. Ces investissements peuvent être intéressants à réaliser, dans le cas de fortes productions de pièces massives.
Néanmoins, dans le cas de forts volumes, il est bien souvent préférable de passer à un autre procédé. Il sera alors nécessaire de revoir la conception des pièces afin d’effectuer une transition, le plus souvent vers le procédé d’extrusion soufflage.
L’injection, le soufflage et le rotomoulage sont trois techniques de fabrication de pièces plastiques complémentaires. Choisissez de préférence un prestataire qui possède ces trois technologies et qui vous orientera vers la meilleure solution. Vous avez besoin de conseils pour la sélection de vos technologies ? Contactez-nous !
