Utiliser le MIM pour fabriquer à grande échelle

Produire une pièce de haute qualité dans un délai de production court et au coût total le plus bas est essentiel à la réussite globale d'une entreprise et de sa pièce finale. Pour fabriquer à grande échelle de petits composants complexes, le moulage par injection de métal (MIM) est le procédé le plus efficace.

Chez OptiMIM, nous sommes experts dans l'accompagnement de votre projet, de la planche à dessin jusqu'à la production en série. Notre procédé de moulage par injection de métal est non seulement adapté à une production évolutive grâce à l'automatisation, à de grandes capacités de lots et à un investissement initial relativement faible, mais nos ingénieurs sont également experts dans l'optimisation de votre chaîne d'approvisionnement et de vos processus de validation.  

Pour répondre à toutes vos questions sur les raisons pour lesquelles le moulage par injection de métal facilite la fabrication à grande échelle, nous avons interrogé John O'Donnell, responsable du développement commercial chez OptiMIM, ingénieur en mécanique fort de plus de 30 ans d'expérience dans le secteur et spécialisé dans la conception et le développement de produits.

Pourquoi est-il important de concevoir pour la production à grande échelle ?

Nous parlons souvent de l'importance de la conception en vue de la fabrication (DFM), mais l'évolutivité doit également être au premier plan de la conception produit. Après avoir pris en compte l'implication précoce des fournisseurs et la transparence, l'intégration de l'évolutivité au processus nous permet de concevoir des outillages capables de répondre à une hausse soudaine de la demande de production, voire à des modifications des caractéristiques de conception. En consultant nos ingénieurs concepteurs à un stade précoce du développement de la pièce, nous pouvons mieux comprendre les variables et élaborer une feuille de route adaptée au client, permettant d'obtenir une pièce prête à être commercialisée avec succès.

Comment augmenter la production tout en gardant la maîtrise ?

Les fournisseurs peuvent échouer dans de nombreux domaines lorsqu'il s'agit de livrer une pièce de qualité, par exemple en ne prévoyant pas d'éventuelles perturbations de fabrication ou variations de volume. Il est important d'examiner l'ensemble du cycle de vie du projet et d'établir une feuille de route. Lors de son élaboration, la documentation des variables du procédé est essentielle à la réussite. Le processus doit moins viser à livrer les pièces au client le plus rapidement possible qu'à structurer l'ensemble du processus et à réduire progressivement les délais. Mettre l'accent sur la documentation des procédures et des formations évite la perte de connaissances relatives aux étapes et contrôles clés lorsque la production augmente. Les fabricants doivent pouvoir réagir et s'adapter aux imprévus ; avec les bons processus en place, la réussite est inévitable.

Comment augmenter le volume de production ?

L'utilisation de techniques de montée en capacité, telles que la modélisation prédictive CPK, peut garantir que les augmentations de volume sont réalisées de manière efficace et efficiente. Les tolérances et les dimensions sont analysées afin d'atteindre le niveau de CPK, ou capabilité durable du procédé, que nous pouvons maintenir en production. Toutes les variables du processus de production sont identifiées, depuis la constance du feedstock jusqu'aux variations de moulage. Grâce à la modélisation, nous pouvons optimiser la chaîne d'approvisionnement et monter en capacité plus rapidement. Et pour la plupart d'entre vous, le délai de mise sur le marché est ce qui compte le plus.

Éliminez les obstacles à l'évolutivité avec OptiMIM

Nous avons constaté que plusieurs fabricants de dispositifs médicaux tombent dans le piège d'un procédé de fabrication « raccourci », tel que l'usinage à partir de barres, pour valider leur prototype et arriver sur le marché aussi vite que possible. Si ces procédés peuvent produire un prototype fonctionnel, ils ne sont pas évolutifs sur toute la durée du programme. Ainsi, lorsque ces fabricants de dispositifs médicaux adoptent un nouveau procédé pour passer à la production en série, ils doivent reprendre la validation du procédé depuis le début, ce qui les retarde de plusieurs mois. De plus, l'utilisation de procédés différents pour le prototype et le composant final peut exiger des considérations de conception distinctes, selon les capacités de chaque procédé.

Avec OptiMIM, nous pouvons produire des prototypes entièrement fonctionnels afin de valider votre conception selon une approche évolutive sur toute la durée de vie du produit. Au lieu de devoir passer d'un autre procédé au MIM, puis subir une nouvelle validation et d'éventuelles reconceptions, les ingénieurs d'OptiMIM peuvent vous accompagner tout au long de votre programme, de la conception à la production en série, afin que vous puissiez bénéficier de l'ensemble des avantages du procédé MIM. Plus nous intervenons tôt, plus nous pouvons apporter de valeur à votre composant par l'ingénierie.

Quels avantages l'automatisation apporte-t-elle au projet ?

D'autres techniques de fabrication, telles que l'usinage, permettent de produire des géométries complexes, mais lorsqu'il s'agit de monter en capacité, le moulage par injection de métal est la solution la plus performante. Avec un processus entièrement automatisé, vous pouvez passer très rapidement de faibles à grands volumes, sans coûts indirects importants. En intégrant l'automatisation à votre processus de production, vous augmentez les cadences de production, réduisez les rebuts de matière et obtenez une meilleure qualité produit ainsi qu'une meilleure répétabilité, avec des délais plus courts afin de recevoir vos commandes plus rapidement.

Pouvez-vous donner un exemple de contrôles automatisés du procédé ?

Par exemple, l'un de nos procédés automatisés, le contrôle de cavité par capteur de pression (PSCM), permet d'accroître la complexité des pièces, de stabiliser les contrôles du procédé et d'augmenter le nombre de cavités du moule. Nous pouvons ainsi augmenter la quantité annuelle de pièces et la capacité tout en maintenant un contrôle strict et en facilitant la transition vers la production en série. Le système PSCM nous permet d'effectuer des ajustements fins du moulage en temps réel, ce qui est extrêmement important pour assurer la constance d'une capabilité durable du procédé pour les pièces.  Sans ce système, nous pourrions constater des variations de tolérance plus importantes d'une pièce à l'autre. Le système PSCM assure également un fonctionnement plus stable et plus durable des machines.

Comment réduire le coût de la montée en capacité avec le MIM ?

Pour déterminer si le MIM est le procédé approprié pour un projet, il est important d'évaluer son évolutivité par rapport aux autres technologies. Il est également important de prendre en compte la complexité de la pièce et la durée pendant laquelle le produit devra être fabriqué afin de déterminer la méthode la plus rentable.

Par exemple, choisir l'usinage pour un composant nécessitant plusieurs montages et devant être produit sur une période de trois à cinq ans peut s'avérer coûteux en raison du temps machine nécessaire pour réaliser la commande. Un centre d'usinage dispose également d'une capacité limitée, ce qui peut engendrer ultérieurement des coûts supplémentaires liés à l'acquisition de machines additionnelles ou au recours à plusieurs fournisseurs, ajoutant ainsi un risque inutile à la chaîne d'approvisionnement.

L'un des avantages distinctifs du MIM est de pouvoir monter en capacité avec la même empreinte industrielle que celle utilisée pour le prototypage, ce qui améliore le ROI sur la durée du projet. Avec le MIM, il est possible d'ajouter des cavités aux machines de moulage existantes, plutôt que d'ajouter davantage de machines de moulage au processus, ce qui implique un investissement moins élevé pour des volumes modérés à élevés.

Réflexions finales sur l'évolutivité

Monter en capacité ne signifie pas devoir produire des millions de pièces par an. Cela signifie simplement maîtriser solidement le processus de passage à la production à grande échelle. La clé est de maintenir les contrôles du produit et du procédé sans dégradation de la capabilité. Si vous pensez que votre pièce pourrait bénéficier du procédé MIM, contactez l'un de nos ingénieurs concepteurs, qui pourra vous présenter les avantages en fonction de votre projet.