Quel est le coût du moulage par injection ? C’est une question fréquemment posée par ceux qui envisagent d’adopter cette technologie.
Le moulage par injection est un procédé de fabrication courant pour la production de nombreuses pièces et composants. Par conséquent, il est essentiel de se renseigner sur les coûts de production d'une pièce moulée par injection avant d'envisager ce procédé pour votre activité de fabrication.
Cet article examine les coûts du moulage par injection. Comprendre les facteurs qui influencent ces coûts vous aidera à estimer les coûts de votre projet de moulage par injection.
Après avoir lu ce guide, vous pourrez évaluer précisément les coûts de fabrication que le moulage par injection nécessitera pour vos besoins spécifiques.
Entrons tout de suite dans le vif du sujet et répondons à la question : combien coûte le moulage par injection ?
Quels sont les différents facteurs qui influencent le coût du moulage par injection ?
Le coût de base d'un moule d'injection n'est pas un montant fixe qui restera le même pour toutes les applications. Il s'agit d'une valeur variable qui peut aller de quelques centaines à plusieurs centaines de milliers de dollars.
Il s'agit d'une fourchette de prix très large. La valeur exacte fluctue en fonction de plusieurs composants impliqués dans le processus de moulage par injection. Ces facteurs qui influencent le coût sont les suivants :
Équipement
Le coût initial des équipements de moulage par injection peut varier considérablement en fonction de leur type et de leur application.
Il existe des équipements de moulage par injection de petite taille que les entreprises possèdent en interne. On trouve ensuite des machines de moulage par injection de grande taille, généralement utilisées par les prestataires de services et les entreprises du secteur manufacturier à grande échelle produisant de gros volumes.
Le matériel professionnel de moulage par injection industrielle coûte entre 50 000 et 200 000 dollars. Des frais de livraison peuvent également s'ajouter. Ces machines ne sont pas destinées aux amateurs, car elles requièrent des opérateurs qualifiés.
Il s'agit là, sans aucun doute, d'une dépense importante pour toute entreprise. C'est pourquoi la plupart des fabricants sous-traitent le processus de moulage par injection à des experts comme 3ERP, qui dispose de machines de moulage par injection haut de gamme. L'externalisation rend le moulage par injection plus économique, permettant au client d'obtenir la pièce requise au meilleur prix et de minimiser les coûts variables de production.
Coûts des moules (outillage)
Bien que l'équipement de moulage représente un investissement unique, la fabrication du moule et de son support engendre des coûts. Ces coûts sont à prévoir pour chaque pièce produite. Par conséquent, les coûts d'outillage constituent l'un des principaux facteurs influençant le coût du moulage par injection.
Ce coût peut varier selon le procédé utilisé pour fabriquer les moules. Généralement, trois procédés sont employés à cette fin :
Usinage CNC
L'usinage CNC est généralement utilisé pour les moules métalliques. Un moule en acier inoxydable ou en aluminium est typique. Par exemple, l'usinage d'un moule en aluminium utilise des outils de coupe pour enlever de la matière d'un bloc d'aluminium. Cette méthode d'usinage permet de créer des moules en aluminium d'une précision inégalée.
L'usinage CNC présente un léger inconvénient en termes de cycle machine pour la fabrication de moules. Ces machines nécessitent un temps de réglage pour l'outillage et le changement d'outils pour différentes formes de découpe.
Usinage par décharge électrique
L'usinage par électroérosion (EDM) est une technologie utilisée pour la fabrication de moules aux formes complexes. Elle consiste à utiliser des décharges électriques pour fondre et plier la pièce métallique, lui donnant ainsi la forme souhaitée.
Tout comme l'usinage CNC, l'électroérosion offre une grande précision. Cependant, contrairement à l'usinage CNC qui peut être utilisé pour des matériaux autres que les métaux, l'électroérosion est uniquement adaptée aux moules métalliques.
Impression 3D
L'impression 3D est l'une des méthodes les plus économiques et rapides pour fabriquer des moules pour le moulage par injection. Ce procédé ne nécessite qu'une imprimante 3D, ce qui réduit considérablement les coûts. De plus, il ne requiert pas d'opérateurs qualifiés, ce qui permet de réaliser des économies sur la main-d'œuvre.
Matériau injecté
Le moulage par injection plastique offre une certaine flexibilité quant aux plastiques utilisables comme matériau d'injection. On peut citer par exemple l'ABS, le PU, le PE, le PP et le PC.
Le coût des granulés de résine plastique utilisés dans le moulage par injection varie de 1 $ à 5 $ le kg. Le coût final du matériau injecté dépendra de la quantité utilisée, laquelle dépend du design souhaité.
Parmi les autres matériaux injectables, on peut citer différents métaux et le silicone liquide.
Complexité de la conception
Les conceptions très complexes, comportant davantage de cavités et un polissage de moule poussé, engendrent des coûts supplémentaires. Ces conceptions nécessitent de la recherche, du développement et une expertise technique. Pour cela, vous pouvez faire appel à un professionnel ou externaliser le processus de conception. Ces deux options ont un coût.
Les coûts de main-d'œuvre
La plupart des étapes du moulage par injection sont automatisées et gérées par des systèmes logiciels. Par exemple, les machines à commande numérique (CNC) sont pilotées par un logiciel dédié, les imprimantes 3D fonctionnent avec leur propre logiciel, et le moulage par injection bénéficie également d'un processus automatisé.
Cependant, certains coûts de main-d'œuvre typiques sont énumérés ci-dessous :
Coûts de préparation : Chaque étape du moulage par injection requiert une préparation spécifique. Par exemple, la fabrication des moules nécessite la mise en place de l’outillage. De plus, la mise en place du moule et le paramétrage de l’équipement pendant le moulage par injection mobilisent un opérateur.
Coûts de réparation : Le moulage par injection est un procédé mécanique qui nécessite différents types d’équipements. Par conséquent, des opérations de réparation et de maintenance sont inévitables et engendrent des dépenses.
Coûts liés à l'opérateur : Quel que soit le type de machine autorégulée utilisée, la présence d'un opérateur est indispensable pour superviser le processus. Le coût de cet opérateur doit être pris en compte dans les coûts de main-d'œuvre.
Type de moules d'injection
Il existe trois types différents de moules d'injection, selon le nombre de cavités du moule. Ce sont :
Moule à cavité unique
Les moules à cavité unique ne comportent qu'une seule cavité. Ils produisent donc une seule pièce par cycle. Bien que le coût du moule soit moindre, la cadence de production est plus lente, ce qui entraîne un coût unitaire plus élevé.
Moules à cavités multiples
Les moules multicavités comportent plusieurs cavités internes, permettant ainsi la fabrication simultanée de plusieurs pièces. Bien que ce type de moule présente un coût initial plus élevé, il permet de réduire considérablement le coût unitaire des pièces. Il s'agit d'une solution économique pour la production de grandes séries.
Famille de moules à injection
Les moules d'injection familiaux comportent également plusieurs cavités. Cependant, chaque cavité est destinée à une pièce différente ; un moule familial permet donc de fabriquer simultanément des pièces moulées par injection de formes variées.
Par exemple, on peut fabriquer les fonds et couvercles d'un récipient en plastique dans un moule d'injection à cavité unique. Ce type de moule est plus coûteux en termes de prix, mais il permet un processus de production global plus rapide et moins onéreux.
Types de procédés de moulage
Il existe trois procédés de moulage par injection différents. Les voici :
Moulage par injection de base
Il s'agit du procédé de moulage par injection le plus simple. Le plastique est injecté directement dans les cavités du moule pour créer la pièce finale. Parmi les trois procédés de moulage, c'est celui qui est le plus économique.
Moulage par insertion
Ce procédé est un peu plus complexe que le moulage par injection classique. Il consiste à positionner des inserts métalliques dans le moule. Une fois ces inserts en place, le moulage par injection de plastique a lieu.
Ce procédé permet de créer des pièces en plastique intégrant des inserts métalliques. Les fixations métalliques que l'on retrouve dans les composants en plastique en sont un exemple.
Ce procédé permet d'obtenir un assemblage final plus résistant que par fixation mécanique des pièces en plastique et en métal.
Surmoulage
Le surmoulage est également un peu plus complexe que le moulage par injection classique. Il consiste à créer une première pièce par moulage par injection (pièce n° 1). Cette pièce est ensuite placée dans un autre moule, où elle subit un second processus de moulage par injection plastique.
La deuxième étape du processus crée la pièce 2, qui contient la pièce 1. Ce processus est similaire au surmoulage, à la différence que, au lieu d'un insert métallique, les deux pièces sont créées par moulage par injection de plastique.
Un exemple en est la poignée en caoutchouc souple intégrée aux produits en plastique et en caoutchouc, comme les brosses à dents.
Autres variables ayant une incidence sur le coût du moule d'injection
Variables de la pièce
La taille et la conception de la pièce influent considérablement sur son coût. Les grandes pièces moulées par injection nécessitent des matériaux plus coûteux et des moules plus volumineux. De même, les conceptions complexes peuvent exiger un processus de moulage en plusieurs étapes.
Caractéristiques des pièces
Les caractéristiques du produit final influent également sur le coût du moule d'injection. Si le produit présente des caractéristiques complexes, celles-ci peuvent nécessiter de petits composants fabriqués par un procédé de moulage par injection distinct. Une façon de réduire les coûts consiste à éliminer les fonctionnalités superflues dès la phase de conception.
Volume de production
Vous avez peut-être constaté que les coûts de fabrication par pièce diminuent lorsque la production est réalisée en grande série. Ce principe s'applique également au moulage par injection.
Pour une production en grande série, il vous faudra un grand nombre de moules. Cependant, le coût des moules n'augmente pas de façon linéaire. Par exemple, si le coût d'un moule est de 1 $ par pièce pour 100 pièces, il sera d'environ 0,50 $ par pièce pour 5 000 pièces, et de 0.25 $ par pièce pour 100 000 moules.
De même, les coûts de main-d'œuvre par pièce diminuent également pour des volumes de production plus importants. Bien que le coût final de production augmente avec les volumes, les dépenses par pièce seront nettement inférieures.
Services +
Si le fabricant a besoin de services supplémentaires tels que le polissage ou la finition secondaire du produit, cela représente un coût additionnel. Bien que ce coût ne soit pas inclus dans le prix du moulage par injection, le prestataire de services peut le considérer comme tel.
Aperçu des coûts du moulage par injection
Pour mieux comprendre les coûts de moulage par injection plastique d'une pièce en fonction des volumes de production, examinons un cas typique.
Faible volume de production
On parle de production en petite série pour des volumes allant de quelques centaines à quelques milliers de pièces. Pour ces applications, les fabricants produisent généralement eux-mêmes les moules et réalisent le moulage.
Pour les petites séries, les fabricants créent des moules en résine polymère imprimée en 3D, car ce procédé est peu coûteux et ne nécessite pas un long cycle de production.
La production complète pour ce volume prend environ 3 jours pour fabriquer les pièces finies. Pour une production de 100 pièces, prenons les paramètres suivants :
- Nombre de pièces = 100 000
- Coût du moule = 100 $
- Coût de la matière première par pièce = 0.5 $
- Coût total des matériaux = 50 000 $
- Coût de main-d'œuvre par pièce = 3 $
- Coût total de la main-d'œuvre = 100 000 $
- Coût total du processus de moulage par injection = 450 $
Coût par pièce = 4.5 $
Production de volume moyen
La production en moyenne série peut aller de cinq mille à plusieurs dizaines de milliers de pièces. Pour cette échelle de production, les fabricants sous-traitent généralement la fabrication des moules et les procédés de moulage.
Pour un volume moyen, prenons l'exemple d'un cycle de production de 5 000 unités de la même pièce.
- Nombre de pièces = 100 000
- Coût du moule = 25 000 $
- Coût du matériau par pièce = 0.5 $
- Coût total des matériaux = 50 000 $
- Coût de main-d'œuvre par pièce = 2 $
- Coût total de la main-d'œuvre = 100 000 $
- Coût total du moulage par injection = 175 000 $
Coût par pièce = 3 $
Production en grand volume
La production en grande série concerne des centaines de milliers de pièces. À titre de comparaison, supposons que nous produisions 100 000 pièces identiques.
- Nombre de pièces = 100 000
- Coût du moule = 25 000 $
- Coût du matériau par pièce = 0.5 $
- Coût total des matériaux = 50 000 $
- Coût de main-d'œuvre par pièce = 1 $
- Coût total de la main-d'œuvre = 100 000 $
- Coût total du moulage par injection = 175 000 $
Coût par pièce = 1.75 $
Comme vous pouvez le constater, les coûts de moulage par injection par pièce diminuent considérablement pour les productions en grande série. Par conséquent, les projets à grand volume présentent la meilleure rentabilité en matière de coûts de moulage par injection.
Comment réduire les coûts du moulage par injection ?
Le moulage par injection est le procédé de fabrication privilégié en raison de son rapport coût-efficacité et de sa grande fiabilité.
Bien que ce procédé soit peu coûteux comparé à d'autres solutions, il est possible de réduire encore les coûts. Voici quelques points à prendre en compte à cet effet :
Optimisation de la conception CAO
Une même pièce peut être conçue selon différentes approches de CAO. Cependant, toutes les idées de conception ne sont pas optimales. Certaines conceptions pour une même pièce peuvent engendrer un gaspillage de temps et de ressources. Par conséquent, simplifier la complexité de la pièce grâce à une conception CAO efficace garantit une utilisation optimale des ressources.
Fonctionnalités de simplification
Les pièces complexes peuvent nécessiter des moules complexes et des étapes supplémentaires dans le processus de moulage par injection. Par conséquent, l'élimination des pièces inutiles permet de réduire le coût des moules d'injection.
À cet égard, vous pouvez supprimer toutes les fonctionnalités purement esthétiques. Cela vous permettra de faire des économies.
Réduction de la taille des pièces
Des pièces plus grandes ne sont pas toujours de meilleures pièces. Plus la taille des pièces augmente, plus le coût des moules d'injection nécessaires à leur fabrication s'accroît. Si le même procédé peut être réalisé en réduisant la taille des pièces, il est préférable d'opter pour cette solution.
Réutilisation des moules
Optimisez l'utilisation de vos moules en les réutilisant pour diverses applications. Vous pouvez non seulement utiliser le même moule pour une même pièce, mais aussi pour des pièces similaires. Pour ce faire, effectuez les ajustements ou modifications nécessaires.
Utilisation des moules à inserts
L'utilisation de technologies comme le surmoulage par injection et le moulage par insertion permet de réaliser des économies à long terme. Par exemple, le surmoulage par injection élimine la nécessité de fileter la pièce en plastique pour la fixer à des pièces métalliques.
Utilisation de l'analyse DFM
DFM signifie « Conception pour la fabrication ». En moulage par injection, le DFM consiste à produire une pièce qui réponde aux besoins du client tout en respectant son budget.
Dans le cadre de la conception pour la fabrication (DFM), les analystes prennent en compte plusieurs facteurs relevant de l'art, de la science et de la technologie afin de trouver la conception la plus efficace, ce qui permet de réduire les coûts des moules d'injection.
Utilisation de moules multicavités et de moules familiaux
Les moules multi-empreintes et les moules familiaux permettent de multiplier la cadence de production et de réduire le temps de cycle. Cela peut réduire considérablement le coût total de l'opération, notamment pour les moyennes et grandes séries.
Pièces auto-assemblables
Il s'agit là d'une des solutions les plus ingénieuses pour réduire les coûts des moules d'injection et simplifier la conception. Les pièces auto-assemblables sont celles qui s'emboîtent sur elles-mêmes par une rotation de 180 degrés.
L'avantage des pièces auto-assemblables réside dans la possibilité d'utiliser un seul demi-moule pour fabriquer la pièce complète. Cela permet de réduire le coût du moule et de diviser par deux la taille du moule d'injection plastique. Cette méthode augmente ainsi le volume de production.
Comme indiqué dans l'aperçu des coûts des moules d'injection plastique, un volume de production plus élevé se traduit par des coûts unitaires plus faibles. Ceci, combiné aux économies réalisées sur la taille et le nombre de moules, permet de réduire considérablement le coût final des moules d'injection plastique.
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Maintenant que vous connaissez les différents coûts liés au moulage par injection, une question essentielle demeure : quel sera le coût du moulage par injection pour mon projet ?
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Conclusion
Le moulage par injection est aujourd'hui l'un des procédés de fabrication les plus répandus. Chaque jour, nous voyons et touchons de nombreuses pièces produites par ce procédé, comme des bouchons de bouteille et des poignées en plastique.
Après avoir lu cet article, vous comprenez mieux le coût du moulage par injection plastique et ses variations d'un projet à l'autre. Vous connaissez désormais les variations de coût liées au prix du moule d'injection et de l'outillage.
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Foire Aux Questions (FAQ)
Le moulage par injection est-il coûteux ?
Absolument pas. Le moulage par injection est l'un des procédés de fabrication les plus économiques. Toutefois, vous pouvez encore réduire les coûts de moulage par injection par cycle en suivant les conseils de ce guide.
Quel est le meilleur matériau pour mouler par injection ?
Chaque matériau de moulage par injection présente des avantages spécifiques. Le matériau idéal pour votre moule d'injection dépendra de vos exigences et de vos contraintes budgétaires.
