Utilisation du MIM pour fabriquer à grande échelle

Produire une pièce de haute qualité avec un temps de production court et un coût total le plus bas est crucial pour le succès global d'une entreprise et de sa pièce finale. Et pour la fabrication à grande échelle de petits composants complexes, la modélisation par injection métallique (MIM) est le processus le plus efficace pour accomplir le travail.

Chez OptiMIM, nous sommes des experts pour faire passer votre projet de la case à dessin jusqu'à la production de masse. Non seulement notre procédé d'injection métallique se prête à une scalabilité grâce à l'automatisation, à une grande capacité de lots et à un investissement initial relativement faible, mais nos ingénieurs sont aussi experts dans la rationalisation de votre chaîne d'approvisionnement et de vos processus de validation.

Pour répondre à toutes vos questions sur la facilité de la fabrication à grande échelle avec le moulage par injection métallique, nous avons interrogé John O'Donnell, responsable du développement commercial d'OptiMIM, ingénieur mécanicien avec plus de 30 ans d'expérience dans l'industrie, spécialisé dans la conception et le développement de produits.

Pourquoi est-il important de fabriquer à grande échelle ?

Nous parlons souvent de l'importance de concevoir pour la fabricabilité (DFM), mais de même, la scalabilité doit aussi être au cœur de la conception produit. Après avoir réfléchi à l'implication précoce des fournisseurs et à la transparence, ajouter de la scalabilité au processus nous permet de construire des outils qui soutiennent une hausse soudaine de la demande de production, voire des modifications des caractéristiques de conception. En consultant nos ingénieurs concepteurs dès les premiers stades du développement des pièces, nous pouvons mieux comprendre les variables et élaborer une feuille de route qui fonctionne pour le client et produit une pièce de mise sur le marché réussie.

Comment puis-je faire évoluer la production avec le contrôle ?

Il existe de nombreux domaines où les fournisseurs peuvent échouer à livrer une pièce de qualité — comme ne pas planifier d'éventuelles perturbations de fabrication ou de changements de volume. Il est important d'examiner la vie du projet dans son ensemble et de créer une feuille de route. Au cours de l'élaboration de la feuille de route, la documentation des variables de processus devient la clé du succès. Le processus devrait moins consister à livrer les pièces au client le plus rapidement possible, et davantage à centrer l'ensemble du processus et à réduire les délais de livraison au fil du temps. Une insistance sur la documentation des procédures et formations élimine la perte de connaissances sur les étapes clés et les contrôles lorsque la production augmente. Les fabricants doivent être capables de pivoter et de s'adapter à l'inattendu, et avec les bons processus en place, le succès est inévitable.

Comment puis-je augmenter le volume de production ?

L'utilisation de techniques de mise à l'échelle, comme la modélisation CPK prédictive, permet de garantir que les augmentations de volume sont réalisées de manière efficace et efficiente. Les tolérances et dimensions sont analysées pour obtenir le degré de CPK, ou capacité de procédé soutenu, que nous pouvons maintenir pendant la production. Toutes les variables du processus de production sont identifiées, y compris tout, de la consistance des matières premières aux variations de moule. Grâce à la modélisation, nous pouvons rationaliser la chaîne d'approvisionnement et évoluer plus rapidement. Et pour la plupart d'entre vous, le temps de mise sur le marché est ce qui compte le plus.

Éliminer les inconvénients de scalabilité avec OptiMIM

Nous avons vu plusieurs fabricants médicaux tomber dans le piège d'utiliser un procédé de fabrication « raccourci » comme l'usinage à partir de barres pour valider leur prototype et arriver sur le marché le plus rapidement possible. Bien que ces processus puissent créer un prototype fonctionnel, ils ne sont pas évolutifs sur la durée de vie du programme. Ainsi, lorsque ces fabricants médicaux passent à un nouveau procédé à l'échelle pour la production de masse, ils doivent recommencer la validation du procédé à partir de zéro, ce qui les retarde de plusieurs mois. De plus, différents processus pour le prototype et le composant final peuvent entraîner des considérations de conception différentes, selon les capacités de chaque procédé.

Avec OptiMIM, nous pouvons produire des prototypes entièrement fonctionnels pour valider votre conception de manière à être évolutive tout au long de la durée de vie du produit. Plutôt que de devoir changer de procédé et subir la revalidation et les reconceptions potentielles, les ingénieurs OptiMIM peuvent vous aider à guider votre programme de la conception à la production de masse afin que vous puissiez profiter de l'ensemble des avantages du procédé MIM. Plus nous sommes impliqués tôt, plus nous pourrons intégrer de valeur dans votre composant.

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

D'autres techniques de fabrication, comme l'usinage, permettent de produire des géométries complexes, mais en matière d'échelle, la modélisation par injection métallique l'emporte. Avec un processus entièrement automatisé, vous pouvez passer d'un volume faible à un volume élevé très rapidement et sans trop de surcharge. En mettant en place l'automatisation dans votre processus de production, vous augmentez les temps de production, réduisez la quantité de déchets matériels et obtenez une meilleure qualité et répétabilité des produits avec des délais de livraison plus courts, ce qui vous permet d'avoir vos commandes en main plus rapidement.

Pouvez-vous donner un exemple de contrôles automatisés de processus ?

Par exemple, l'un de nos processus automatisés, le Pressure Sensor Cavity Monitoring (PSCM), permet une complexité accrue des pièces, des contrôles de procédé stabilisés et une cavitation accrue du moule. Nous pouvons alors augmenter la quantité et la capacité annuelles de pièces, tout en maintenant un contrôle strict et en facilitant la transition vers la production de masse. Le système PSCM nous permet d'effectuer des ajustements fins de moulage en temps réel, ce qui est extrêmement important pour assurer la cohérence d'une capacité de procédé de pièce soutenue.  Sans ce système, on pourrait observer une plus grande variation de tolérance d'une pièce à l'autre. Le système PSCM permet également aux machines de fonctionner plus stables et plus longtemps.

Comment puis-je réduire le coût d'adaptation avec le MIM ?

Lorsqu'on décide si le MIM est le bon processus pour un projet, il est important de mesurer la scalabilité par rapport aux autres technologies. Il est également important de prendre en compte la complexité des pièces et le temps de production du produit pour déterminer la méthode la plus rentable.

Par exemple, choisir l'usinage d'un composant comprenant plusieurs configurations, et qui devra être produit sur une période de trois à cinq ans, peut être coûteux en raison du temps nécessaire à la machine pour finaliser la commande. Un centre d'usinage a également une capacité limitée, ce qui peut entraîner des coûts supplémentaires à l'avenir pour des machines supplémentaires ou plusieurs fournisseurs — ce qui ajoute des risques inutiles à la chaîne d'approvisionnement.

L'un des avantages distincts du MIM est de pouvoir évoluer avec la même empreinte que celle du prototype, ce qui ajoute à son tour un retour sur investissement sur la durée de vie du projet. Avec le MIM, la cavitation peut être ajoutée aux machines de moulage existantes, plutôt que d'ajouter davantage de machines au procédé — cela signifie un investissement moins coûteux pour un volume modéré à élevé.

Dernières réflexions sur la scalabilité

La mise à l'échelle ne signifie pas que vous devez produire des millions de pièces par an. Faire évoluer signifie simplement avoir un contrôle fort du processus en direction d'une production à grande échelle. L'essentiel est de maintenir les contrôles produits et procédés sans dégradation des capacités. Si vous pensez que votre pièce pourrait bénéficier du processus MIM, contactez l'un de nos ingénieurs concepteurs qui pourra vous expliquer les avantages liés à votre projet.