Réconcilier impression 3D et usinage CNC pour le prototypage rapide

Fabrication rapide avec l'usinage CNC

Une idée reçue répandue dans le monde de la fabrication veut qu'il faille choisir entre l'impression 3D et l'usinage CNC pour le prototypage et la fabrication rapide. En d'autres termes, si vous imprimez en 3D, vous ne pouvez pas ou ne devriez pas envisager le CNC, et vice-versa. Si les tendances actuelles semblent donner un certain crédit à cette croyance, le secteur évolue constamment, proposant des solutions qui relient ces deux disciplines avec d'excellents résultats.

Ici, nous vous présentons un aperçu de l'impression 3D et du fraisage CNC, démystifions quelques idées fausses, et montrons comment intégrer les deux processus pour combler les lacunes du prototypage et étendre vos capacités de fabrication et votre polyvalence.

Comprendre les atouts de l'impression 3D et de l'usinage CNC

L'impression 3D et l'usinage CNC offrent chacun des avantages et des applications mieux adaptés à un projet selon ses exigences. L'impression 3D crée des prototypes tridimensionnels par fabrication additive, tandis que le fraisage CNC repose sur la fabrication soustractive pour retirer des couches de matière.

Le fait est que les deux technologies ont leurs limites. Cependant, ces lacunes peuvent être comblées en utilisant les deux technologies en tandem pour produire un prototype fini.

Avec l'impression 3D, le processus ne se prête pas à la vitesse requise pour la production de masse, et elle est souvent perçue à tort comme l'option la moins chère des deux.

Le fraisage CNC reste le choix de prototypage privilégié pour une variété d'industries ; cependant, l'idée reçue selon laquelle les processus CNC nécessitent des opérateurs hautement qualifiés conduit certains à supposer à tort que le fraisage CNC est une proposition plus complexe et plus coûteuse.

Le choix entre une machine CNC ou une imprimante 3D pour réaliser un prototype se résume vraiment au prix, à la taille de la pièce et aux matériaux requis.

En fin de compte, cela reflète davantage la nature humaine. Les gens gravitent vers ce qu'ils aiment et ce qui leur est familier et confortable. Cela peut mener à une fidélité farouche envers un processus plutôt qu'un autre, ce qui n'est pas indicatif de la capacité ou de l'application réelle. Être familier avec une méthode ne signifie pas qu'elle est la bonne pour chaque problème ou projet.

Diversifier votre boîte à outils rationalise vos processus et fournit de meilleurs résultats. Comme le dit Adam Savage de Mythbusters : « Je crois qu'à l'intérieur de chaque outil se cache un marteau. » En d'autres termes, l'emballage extérieur peut sembler différent, mais l'objectif final ou la solution reste le même.

Par exemple, vous pourriez utiliser l'impression 3D pour créer du bridage pour des pièces qui seront ensuite fraisées en CNC. Prenons l'exemple d'un boîtier de téléphone portable. Il est possible de l'usiner sur une table à vide DATRON, puis d'utiliser une imprimante 3D pour affiner la géométrie et créer des mors souples ou des dispositifs de bridage par vide sur mesure pour maintenir des formes 3D sculptées. En d'autres termes, augmenter un processus avec un autre.

Examinons quelques-uns des mythes qui perpétuent la perception actuelle de l'impression 3D face au fraisage CNC.

Mythe n°1 : Les coûts

Évaluons cela sous l'angle du coût total de possession de l'équipement.

La perception actuelle positionne l'impression 3D comme l'option la moins chère par rapport au fraisage CNC. La réalité est que l'accessibilité de l'une par rapport à l'autre n'est pas si tranchée. Vous pouvez acheter des imprimantes 3D bon marché aux capacités douteuses. La majorité des imprimantes 3D, quel que soit leur coût initial, ne nécessitent pas d'investissement énorme pour la maintenance.

Cela dépend aussi des capacités. Les imprimantes 3D métalliques utilisant le frittage laser sélectif (communément appelé SLS) présentent des coûts de matériaux et de maintenance considérables. S'y ajoute le risque lié à la manipulation des matériaux ; la poudre d'impression peut être nocive pour la santé, sans parler du risque d'explosion. Cela nécessite évidemment une manipulation précise et une expertise supplémentaire — un autre investissement.

Il en va de même pour les fraiseuses CNC. Posséder une fraiseuse CNC peut coûter aussi cher qu'une imprimante 3D haut de gamme. De même, une fraiseuse CNC de bureau peut être tout aussi abordable qu'une imprimante 3D d'entrée de gamme.

Mythe n°2 — Précision et tolérances élevées

L'idée reçue voudrait que l'impression 3D soit l'option préférée au fraisage CNC pour la précision. Je ne pense pas que ce soit l'opinion dominante. Il est plus communément admis que le CNC surpasse l'impression 3D sur ce point.

Un domaine où le fraisage CNC excelle sur l'impression 3D est sa capacité de précision.

Bien que des améliorations significatives aient été apportées à la capacité d'impression 3D en matière de haute précision, le résultat final pâlit en comparaison des pièces usinées en CNC.

Peut-être votre design est-il davantage piloté par l'esthétique et n'a-t-il pas besoin de respecter une tolérance dimensionnelle particulière… sauf pour une caractéristique spécifique qui exige un ajustement précis. Il suffit d'imprimer la pièce en 3D, de l'amener sur la DATRON et d'usiner les caractéristiques qui doivent répondre à ces tolérances serrées.

Mythe n°3 — Facilité d'utilisation

Revenons à un point précédent : l'idée selon laquelle le fraisage CNC nécessite une expertise avancée et des opérateurs hautement qualifiés peut pousser quelqu'un à choisir l'impression 3D. Encore une fois, c'est une méconnaissance de ce qu'implique le fraisage CNC.

En fait, compte tenu de l'explosion de l'impression 3D dans l'industrie au cours des deux dernières décennies, une nouvelle barre a été placée pour ce que les gens attendent lorsqu'ils veulent fabriquer des choses. Oui, l'impression 3D est simple et la courbe d'apprentissage est plus courte, la majeure partie du travail étant déjà faite dans le logiciel.

C'est là qu'intervient DATRON avec des machines et des commandes conviviales qui ne requièrent pas autant de connaissances qu'une machine CNC classique. Notre objectif est de fournir une expérience facile et accessible à l'utilisateur final en éliminant l'expérience souvent artificielle associée au fraisage CNC. Ce que nous avons fait avec les machines DATRON, c'est les rendre plus accessibles au grand public.

Des efforts collaboratifs pour de meilleurs résultats

En isolant la manière dont l'impression 3D et le fraisage CNC peuvent travailler ensemble, vous pouvez repousser les limites des matériaux et, in fine, obtenir un prototype fini de meilleure qualité. Dans de nombreux cas, vous pouvez même produire une pièce finie et passer directement à la fabrication.

Alors que l'impression 3D évolue vers la capacité d'imprimer dans la plupart des matériaux, y compris les métaux, une grande partie de cette polyvalence potentielle reste hors de portée des utilisateurs typiques, à moins qu'ils ne soient prêts et capables de faire un investissement initial important. Compréhensiblement, la plupart des gens ne sont pas à l'aise à l'idée de servir de cobayes pour de nouveaux processus coûteux.

Pour cette raison et jusqu'à ce que ces avancées soient mieux consolidées, le fraisage CNC présente une alternative plus intelligente et plus fiable.

Un exemple pourrait être le cas du prototypage en plastique, mais avec besoin d'un matériau plus substantiel in fine, comme un métal rigide. C'est courant en ergonomie, notamment dans l'électronique grand public. Dans ces cas, le poids de la pièce est tout aussi important que son toucher et son esthétique. Un plastique léger peut signaler un produit bon marché comparé au poids d'un objet métallique, que les consommateurs associent souvent à la qualité.

Dans ce cas, le fraisage CNC — en retirant une petite quantité de matière pour obtenir un objet lourd, comparé à l'impression 3D de toute la matière requise — fait gagner un temps considérable.

Ce que les fabricants modernes sont de plus en plus chargés de reconnaître, ce sont les outils disponibles pour leur « qualité de marteau », comme le suggère Savage.

Manier les solutions offertes par l'impression 3D et le fraisage CNC est possible, avec DATRON comblant le fossé entre les deux, vous permettant de faire les deux, ce qui signifie faire plus.

Toujours prêts à discuter de la manière dont nos solutions peuvent améliorer vos processus de fabrication, nous vous invitons à nous contacter pour plus de détails sur la façon de combler les lacunes du prototypage 3D en ajoutant des capacités CNC avec DATRON.