Prototypage rapide :de la technologie obscure à un service grand public

Prototypage rapide :d'une technologie obscure à un service grand public

Pas ça il y a longtemps, les deux prototypage rapide et fabrication rapide ressemblaient à des termes de science-fiction. De nos jours, ils sont à la fois très utilisés et présentent un moyen standard de produire des pièces de manière rapide et rentable.

Des imprimantes 3D aux machines de microfabrication laser, le prototypage rapide a pris de nombreuses formes courantes. Les concepts mathématiques menant à cette technologie ont été imaginés par le professeur Herb Voelker, qui a mené des recherches en informatique et en modélisation solide dans les années 1970 et a étudié les machines-outils et la programmation informatique numérique dans les années 1980. Les principes ont été appliqués à une technique de fabrication, le frittage laser sélectif, dans les années 1990 par Carl Deckard. Ainsi, le chemin de l'évolution technologique qui a conduit à l'impression 3D, à la microfabrication laser et au prototypage rapide de produits a commencé.

Jusqu'à récemment, ces concepts n'étaient pas familiers aux yeux du public. Aujourd'hui, de simples imprimantes 3D sont disponibles dans les magasins grand public. Le président Barack Obama a annoncé les capacités, le potentiel révolutionnaire et la disponibilité des machines de prototypage rapide dans son discours sur l'état de l'Union en 2013. La technologie n'est plus obscure. Plusieurs techniques existent maintenant et incluent la stéréolithographie, l'usinage CNC, le moulage par injection, le formage de tôle, l'extrusion d'aluminium et de plastique, et bien d'autres.

De nombreux processus actuels impliquent un modèle 3D de conception assistée par ordinateur (CAO). Celui-ci est souvent converti en un modèle de stéréolithographie et découpé numériquement en coupes transversales. Une géométrie détaillée est utilisée pour analyser ces couches et traduire les données en actions mécaniques qui forment un objet physique.

Le prototypage rapide permet aux entreprises de développer et de tester rapidement les premières itérations de produits. Le concept, cependant, ne se limite pas aux prototypes. De nombreux produits d'utilisation finale sont également fabriqués de cette manière grâce à des techniques telles que le frittage sélectif au laser, qui est très précis. Les outils de micro-usinage et de microfabrication sont améliorés par des lasers femtosecondes à grande vitesse. Ceux-ci peuvent chauffer une très petite zone (aussi petite que 1 micromètre) et ne pas modifier les zones qui l'entourent. L'ultra-haute précision est en outre aidée par des systèmes optiques et de contrôle de mouvement complexes et synchronisés et des logiciels spécialisés.

Des techniques telles que le micro-usinage laser ablatif ont tellement mûri qu'elles sont adaptées à la production industrielle courante. La fabrication rapide est utilisée pour fabriquer des injecteurs de carburant et d'autres pièces automobiles, ainsi que des OLED pour l'électronique grand public. La microfabrication se produit également en trois dimensions. La microfabrication additive permet aux concepteurs de construire des microstructures, couche par couche, sans retirer de matière d'un objet solide. Une utilisation plus efficace des matériaux est donc possible, et les fabricants de structures électroniques, biomédicales et décoratives en bénéficient. Les systèmes microélectromécaniques sont également produits plus rapidement.

Le prototypage et la fabrication rapides sont donc courants dans le monde technologique en évolution rapide d'aujourd'hui. Les outils pour être productifs, efficaces et compétitifs sont facilement disponibles pour les fabricants. Il y a à peine quelques décennies, le travail d'experts a commencé, ce qui a conduit à des processus de prototypage de produits rationalisés utilisés dans de nombreux secteurs aujourd'hui.