SLS vs Moulage par injection : Quand l'impression 3D cesse-t-elle d'être moins chère ?

Deux structures de coûts différentes

Les deux processus dépensent l'argent de manière opposée.

• Le moulage par injection nécessite un moule usiné en acier ou en aluminium avant même que la première pièce n'existe. Le moule représente un investissement unique important. Ensuite, chaque pièce coûte très peu : quelques secondes de temps machine et le plastique.
• SLS ne nécessite aucun moule. Chaque pièce paie pour son propre matériau, sa part du travail d'impression et sa finition. Le prix par pièce est beaucoup plus élevé que pour une pièce moulée, mais il n'y a pas d'investissement initial, et le prix par pièce diminue à mesure que davantage de pièces partagent un travail d'impression.

La comparaison n'est donc jamais "quel processus est le moins cher", mais "lequel est le moins cher pour cette pièce à cette quantité".

Comment trouver la quantité du seuil de rentabilité

Vous avez besoin de trois nombres, tous spécifiques à votre pièce :

• T : le coût du moule (devis d'un fabricant de moules)
• M : le prix par pièce moulée (devis du mouleur)
• S : le prix par pièce SLS à votre quantité (le prix instantané du calculateur)

La quantité du seuil de rentabilité est d'environ N = T ÷ (S − M). En dessous de N pièces, SLS est globalement moins cher ; au-dessus de N, c'est le moulage. Étant donné que S diminue quelque peu avec la quantité en SLS, vérifiez le prix SLS à la quantité que vous prévoyez réellement, et non pour une seule pièce.

Le résultat peut être surprenant dans les deux sens. Une petite pièce compacte avec un moule simple peut atteindre le seuil de rentabilité à quelques centaines de pièces. Une pièce complexe qui nécessite un moule avec des tiroirs, des cales montantes ou plusieurs empreintes peut rester moins chère en SLS pour des milliers de pièces, surtout si la conception est encore amenée à changer.

Ce qui fait monter le seuil de rentabilité (en faveur du SLS)

• Géométrie complexe. Les contre-dépouilles, les canaux internes et les treillis nécessitent des tiroirs de moule ou ne peuvent pas être moulés du tout ; en SLS, ils ne coûtent rien de plus.
• Petites pièces. De nombreuses petites pièces s'imbriquent dans une seule tâche d'impression SLS, ce qui maintient le prix par pièce à un niveau bas.
• Modifications de conception. Chaque modification apportée à une pièce moulée implique de modifier ou de remplacer le moule. En SLS, vous téléchargez un nouveau fichier.
• Nombreuses variantes. Dix versions d'une pièce en vingt exemplaires chacune représentent dix moules, ou une seule tâche d'impression SLS.
• Demande incertaine. Aucun capital n'est immobilisé dans un moule pour un produit qui pourrait se vendre à moins d'exemplaires que prévu.

Ce qui le fait baisser (en faveur du moulage)

• Pièces grandes et volumineuses. En SLS, elles occupent beaucoup d'espace dans la tâche d'impression ; voir Coût de l'impression 3D SLS pour comprendre pourquoi la taille compte plus que le poids.
• Formes simples. Une pièce qu'un simple moule en deux parties peut produire bénéficie pleinement de temps de cycle économiques.
• Volumes élevés et stables. Une fois la demande connue et la conception figée, le moulage est difficile à battre.
• Exigences en matière de surface et de matériau. Les surfaces brillantes ou texturées, les nuances chargées de verre ou spéciales et les pièces transparentes orientent vers le moulage.

Les règles de conception sont différentes

Une pièce conçue pour le moulage peut être imprimée, mais pas l'inverse. Le moulage nécessite :

Si une pièce doit finalement être moulée, concevez-la avec des dépouilles et des caractéristiques moulables dès le départ et imprimez les premières versions en SLS. Si la pièce doit rester en petites quantités, utilisez la liberté du SLS : consolidez les pièces, ajoutez des canaux internes, ignorez la dépouille. Les directives de conception SLS couvrent les règles qui s'appliquent.

Matériau : similaire, mais pas identique

Nos pièces SLS sont fabriquées en PA 12 (EOS PA 2200), un nylon également utilisé en moulage. Les propriétés d'une pièce frittée ne sont pas les mêmes que celles d'une pièce moulée : pour le PA 2200, EOS indique une résistance à la traction de 48 MPa dans le plan de la couche et de 42 MPa à travers les couches, et un allongement à la rupture de 18 % contre 4 %. Une pièce en nylon moulée est totalement dense et généralement plus ductile. Utilisez les pièces SLS pour tester l'ajustement, la fonction et l'assemblage ; si le produit final doit passer des tests dans le matériau moulé, testez des échantillons moulés avant le lancement.

Délai de fabrication

La fabrication d'un moule de production prend généralement des semaines et nécessite un échantillonnage et des corrections avant que les pièces ne soient approuvées. Une pièce SLS est imprimée, finie et expédiée en quelques jours ; le calculateur propose trois vitesses de livraison. Cette différence de temps vaut souvent plus que la différence de prix : un produit sur le marché des semaines plus tôt, ou une chaîne de montage qui n'attend pas une fixation manquante.

Utiliser les deux : production de transition

De nombreux produits utilisent les deux processus de manière séquentielle :

• Prototypes : pièces SLS pour les tests d'ajustement et de fonctionnement, plusieurs itérations de conception.
• Séries pilotes et lancement sur le marché : des dizaines à des centaines de pièces SLS pendant la fabrication du moule.
• Séries : pièces moulées une fois la conception figée et la demande prouvée.
• Pièces de rechange et fin de vie : à nouveau le SLS, lorsque les volumes baissent et que le stockage du moule coûte plus cher que l'impression.

La même approche fonctionne pour les fixations et les aides à l'assemblage utilisées avec les produits moulés ; voir Gabarits et fixations imprimés en 3D.

Liste de contrôle : le SLS est-il adapté à cette quantité ?

• Obtenez le prix SLS à la quantité réelle à partir du calculateur.
• Obtenez un devis pour le moule et un prix par pièce moulée.
• Calculez N = T ÷ (S − M) et comparez avec votre volume attendu sur la durée de vie du produit.
• Ajoutez le coût des modifications de conception que vous prévoyez encore.
• Ajoutez la valeur du délai de mise sur le marché.
• Vérifiez si la conception nécessite des caractéristiques que seul le SLS peut réaliser.
• Vérifiez si le matériau et la surface finaux doivent être moulés.

Pour l'aspect conception de la décision, y compris pour rendre une pièce moulable ultérieurement, les spécialistes de prototype.builders peuvent examiner votre intention de conception. Pour l'aspect SLS de l'équation, téléchargez la pièce dans le calculateur SLS instantané et essayez quelques quantités : le prix par pièce se met à jour immédiatement.

Questions fréquentes

Quand l'impression 3D est-elle moins chère que le moulage par injection ?

Lorsque la quantité est inférieure au seuil de rentabilité : environ le coût du moule divisé par la différence entre le prix par pièce en SLS et le prix par pièce moulée. Pour les pièces complexes ou petites et les conceptions changeantes, ce point peut atteindre des centaines ou des milliers de pièces.

Comment calculer le seuil de rentabilité entre le SLS et le moulage par injection ?

Divisez le coût du moule T par la différence entre le prix par pièce en SLS S et le prix par pièce moulée M : N = T / (S - M). Utilisez le prix SLS pour votre quantité réelle, car il diminue à mesure que davantage de pièces partagent un travail d'impression.

Le SLS peut-il être utilisé pour la production en faible volume ?

Oui. Le SLS ne nécessite aucun outillage et imbrique de nombreuses pièces dans un seul travail d'impression, de sorte que des dizaines à des centaines de pièces en PA 12 constituent une utilisation typique, y compris pour des séries pilotes pendant la fabrication d'un moule.

Les pièces en SLS sont-elles aussi solides que les pièces moulées par injection ?

Pas exactement. Le PA 12 fritté est solide et résistant, mais une pièce en nylon moulée est totalement dense et généralement plus ductile. Utilisez des pièces en SLS pour l'ajustement et la fonction ; testez des échantillons moulés lorsque le matériau final doit être qualifié.

Les pièces SLS nécessitent-elles des angles de dépouille ?

Non. Il n'y a pas de moule dont il faut extraire la pièce, les angles de dépouille, les points d'injection et les marques d'éjection ne s'appliquent donc pas. Si la pièce doit être moulée ultérieurement, incluez une dépouille dès le départ.

Quelle est la rapidité de production des pièces SLS par rapport à un nouveau moule ?

Un moule de production nécessite généralement des semaines, en plus de l'échantillonnage. Les pièces SLS sont imprimées, finies et expédiées en quelques jours, avec trois vitesses de livraison proposées dans le calculateur.