Décembre 2011



Choix du matériau pour l'usinage

Dans une édition précédente des Suggestions de conception de Protomold nous disions que le moulage par injection rapide représentait une solution économique pour essayer différents matériaux avant de sélectionner définitivement une matière pour la production en série. Nous suggérions alors d'utiliser les fiches techniques des matériaux pour limiter la liste d'options avant de procéder au moulage des pièces dans les matériaux possibles. Toutefois, ces fiches à elles seules ne peuvent pas toujours fournir tous les renseignements voulus. Dans ce cas, l'usinage CNC d'une pièce véritable le peut souvent.


Bien que le moulage par injection rapide puisse se révéler économique pour des quantités de deux douzaines ou plus, les prototypes usinés de Firstcut fournissent une solution rapide et bon marché pour des quantités inférieures allant jusqu'à la pièce unique. Ce procédé offre donc une option viable pour tester véritablement des thermoplastiques et des métaux en début de processus de développement, lorsque la conception est encore totalement ouverte. L'automatisation du devis et de l'usinage permet de modifier facilement le design. Il devient alors possible d'établir un nouveau devis et d'usiner directement un nouveau prototype à partir d'un modèle de CAO 3D sans encourir le coût de fabrication d'un nouveau moule.


On peut produire des prototypes usinés dans de nombreuses matières également utilisées dans le moulage par injection. Ces prototypes représentent donc une excellente solution pour effectuer des tests fonctionnels de matériaux avant d'arrêter définitivement le design, et ils vous permettent de profiter pleinement des caractéristiques des matériaux dans la conception de vos pièces. C'est ainsi qu'en testant une matière plus résistante, par exemple, vous découvrirez parfois qu'il est possible d'utiliser moins de matière sans sacrifier l'intégrité structurelle de la pièce. Si, au contraire, cette matière plus résistante se révèle inadéquate, vous pourrez modifier votre design et/ou votre choix de matière en conséquence. Les pièces usinées peuvent aussi être utilisées pour tester des caractéristiques très diverses comme la résistance à la chaleur, la résistance chimique et la capacité de protection électromagnétique.


Récemment, un de nos clients qui développait des pièces en matériau opaque, a demandé que soient réalisés des prototypes dans une matière transparente. Ces prototypes devaient lui permettre de voir ce qui se passait à l'intérieur d'un assemblage pendant les tests fonctionnels. Le coût d'usinage de pièces en matériau transparent était considérablement inférieur à celui du moulage et rendait faisable cette approche insolite.


Notre procédé Firstcut peut aussi être utilisé pour usiner des métaux comme l'aluminium et le laiton. On peut retenir cette solution pour tester des pièces qui seront produites en métal ou lorsque le choix entre métal et plastique n'est pas finalisé. L'usinage de prototypes en plastique peut également être intéressant dans les processus de remplacement de pièces métalliques par des pièces en plastique, une solution qui permet de réduire significativement les coûts de production à condition de ne pas compromettre les performances de la pièce ou de l'assemblage fini. Les caractéristiques des métaux et des plastiques étant tellement différentes, cette conversion pourra nécessiter d'importantes modifications de structure et il faudra parfois tester plusieurs matières avant de réaliser la bonne synthèse entre design et matériau. Par ailleurs, si la taille ou la forme de la pièce sont difficilement modifiables, il devient encore plus important de tester les options de matière.


Autre facteur significatif de choix entre le moulage et l'usinage des prototypes : le retrait qui se produit lorsque la pièce moulée refroidit. Même si le coefficient de retrait est prévisible et si on peut le compenser au niveau de la conception du moule, le degré de réduction dimensionnelle varie selon les matières. Lorsque vous effectuez des tests de moulage avec différentes matières, les pièces produites par un seul et même moule ne sont pas toutes identiques d'un point de vue dimensionnel. Au contraire, l'usinage permet de produire des dimensions identiques pour n'importe quel matériau et peut donc représenter une meilleure solution pour comparer l'ajustement obtenu avec plusieurs matières. Lorsqu'on passera au moulage (pour continuer le prototypage ou pour la production) après avoir choisi le matériau, le moule pourra être créé en tenant compte du coefficient de retrait de ce matériau.