Meilleures options logicielles de CAO pour imprimante 3D

Introduction

Comme pour l'usinage, le forgeage, le moulage et l'emboutissage, l'impression 3D commence au même endroit :la conception de la pièce finale. Tout comme la fabrication traditionnelle, la fabrication additive repose sur des modèles de conception assistée par ordinateur (CAO) en tant que composant principal de la production de la pièce.

Exigences d'un package CAO

Bien que la plupart des progiciels de CAO permettent la création de modèles à utiliser dans la fabrication additive, il existe quelques caractéristiques et fonctions clés qui doivent être confirmées avant d'aller de l'avant avec un en particulier.

Le premier et le plus important aspect est la possibilité de générer des modèles 3D. Certains logiciels sont spécialement conçus pour les impressions, les dessins ou d'autres conceptions 2D et n'ont pas la capacité de générer des modèles complets. Un progiciel de CAO approprié vous permettra de modéliser de manière paramétrique ou directe des surfaces 3D, ce qui permettra une exportation facile dans le fichier d'impression 3D le plus courant, le STL.

La possibilité d'exporter des conceptions CAO natives dans un fichier STL est requise pour presque toutes les imprimantes 3D. Les fichiers STL (abréviation de « stéréolithographie ») sont des traductions/exportations de modèles CAO en surfaces et plans triangulaires, qui sont généralement interprétés en code G, le langage de fabrication assistée par ordinateur (FAO) le plus largement adopté pour les machines-outils automatisées. La génération d'une STL correspondant à votre conception est essentielle au succès d'une impression 3D, que nous aborderons plus en détail ci-dessous.

En dehors des exigences de modélisation 3D et de génération d'une STL, il existe de nombreux autres « bons à avoir » inclus dans certains packages de CAO qui facilitent la préparation à la fabrication additive et permettent une valeur ajoutée supplémentaire. Des exemples tels que 3DXpert pour SolidWorks, Netfabb pour Fusion 360 ou 3YOURMIND pour Siemens NX sont des modules complémentaires et des plugins qui suppriment certaines étapes de traduction, ou même permettent l'impression directe sur les imprimantes à partir des applications natives elles-mêmes.

Qu'est-ce qu'un fichier STL ?

Le fichier STL (stéréolithographie), parfois appelé « langage triangulaire standard » ou « langage de tessellation standard », a été créé par 3D Systems en 1987 et est devenu largement adopté comme fichier standard pour les modèles d'imprimantes 3D à l'échelle de l'industrie. Ces fichiers sont des exportations à partir de fichiers CAO natifs et décrivent « des surfaces triangulées brutes et non structurées par la normale unitaire et les sommets (ordonnés par la règle de droite) des triangles à l'aide d'un système de coordonnées cartésiennes en trois dimensions » [Wikipédia, « STL (fichier format) », 2019]. En bref, les STL sont une approximation des modèles CAO en un ensemble de triangles, convertissant des caractéristiques telles que des splines, des p-lignes, des arcs, des extrusions et des balayages, en simples triangulaires et composites.

Convertir une STL

Bien que chaque logiciel de CAO ait des options de configuration et des fonctionnalités différentes pour l'exportation de STL, il y a quelques éléments communs à chaque solution et auxquels il est important de prêter attention :

• Binary / ASCII - Bien qu'il existe une grande différence entre l'encodage des deux formats, fondamentalement, Binary et ASCII sont fonctionnellement similaires, avec la mise en garde que les fichiers binaires ont tendance à être beaucoup plus petits et sont traités avec moins de puissance de traitement que la plupart des logiciels de tranchage. À moins que cela ne soit spécifiquement requis, le binaire est généralement préféré en raison de la taille du fichier plus petite.
• Unités - La définition du fichier STL n'inclut pas les unités de mesure. Lors de l'exportation du modèle, faites attention à la fois aux unités de la CAO native ainsi qu'aux unités attendues du logiciel d'impression/de découpage. La plupart des logiciels de tranchage ont une configuration pour les unités, mais les déploiements les plus courants par défaut attendent des millimètres (mm).
• Résolution - Ce sera l'attribut le plus varié entre les packages de CAO, mais en général, l'objectif est de s'assurer que les tolérances/écarts minimaux sont inférieurs à la caractéristique la plus fine que l'imprimante 3D est capable de produire. Par exemple, si la résolution la plus fine que l'imprimante 3D peut produire est de 100 microns, alors la STL doit avoir des tolérances de moins de 100 microns pour les diamètres, les angles, les sections de tessellation, etc.

Il y aura d'autres attributs (par exemple, la couleur peut être incluse dans les STL), mais les points ci-dessus doivent être pris en compte afin de générer une STL représentative de la CAO native.

Solutions CAO courantes dans l'industrie

Dans les secteurs de la fabrication, de l'ingénierie et de la conception, il existe de nombreux progiciels de CAO couramment utilisés; Certains sont spécifiques à l'industrie et au cas d'utilisation, mais beaucoup sont communs entre les secteurs verticaux et les applications. Vous trouverez ci-dessous quelques-unes des nombreuses applications de CAO couramment utilisées par les entreprises et les opérations de fabrication :

SolidWorks

SolidWorks, lancé en 1995 et acquis par Dassault en 1997, est l'un des logiciels de CAO les plus répandus dans les domaines de l'ingénierie, de la fabrication et de la conception. Considéré comme l'un des packages de CAO paramétrique les plus faciles à apprendre, selon l'éditeur, « plus de deux millions d'ingénieurs et de concepteurs dans plus de 165 000 entreprises utilisaient SolidWorks en 2013 ». En plus du progiciel de CAO de base, SolidWorks propose de nombreux produits et modules supplémentaires pour la simulation, des industries spécifiques et le rendu/la conception graphique.

Dassault Systèmes CATIA

CATIA, créé à l'origine en 1977 en tant que plate-forme de conception de Dassault Aviation pour les applications de défense/aérospatiale, est un logiciel à l'échelle de l'entreprise qui est largement utilisé dans la conception d'équipements aérospatiaux, automobiles et industriels. Avec plus de 40 ans d'expérience, CATIA est une solution PLM mature et riche en fonctionnalités, avec une prise en charge intégrée de la CAO à la FAO.

Autodesk Fusion 360

Fusion 360, initialement publié en 2013 et publié par Autodesk, est une version de CAO centrée sur la 3D (contrairement à AutoCAD classique d'Autodesk) qui se différencie à la fois par une version native pour Mac OSX et Windows 7/8/10 ainsi que par des versions gratuites disponible pour les amateurs, les étudiants et les instructeurs. Tout comme l'offre de Dassault, Fusion 360 bénéficie d'un accès au reste de la pléthore de solutions et de modules complémentaires d'Autodesk.

Créo

Creo, anciennement connu sous le nom de Wildfire et Pro/E, est l'une des premières solutions de CAO 3D à être disponible, lancée en 1987. Publié par PTC, Creo repose sur le premier système de modélisation 3D à contraintes (paramétrique) basé sur des règles. Aujourd'hui, Creo fait partie d'une suite de 10 applications de PTC qui fournissent des fonctionnalités de modélisation d'assemblage, d'analyse par éléments finis, de modélisation directe/de surface et de conception d'outillage.

Siemens NX

Siemens NX, à l'origine Unigraphics NX et acquis par Siemens en 2007, est une solution à l'échelle de l'entreprise qui permet non seulement la modélisation directe et paramétrique, mais également l'analyse technique et la fonctionnalité FAO directement au sein d'une seule solution. En plus des fonctionnalités CAD/CAE/CAM/Simulation, NX propose de nombreux packages spécifiques à l'industrie et aux matériaux pour permettre un ensemble étendu de fonctionnalités spécifiques à certaines applications.

En forme

Onshape, sorti en 2015, est l'une des rares offres de CAO entièrement basée sur le SaaS (Software-as-a-Service), ce qui constitue un différenciateur clé dans un paysage de solutions principalement sur site et à forte intensité de matériel. Onshape permet un accès via un navigateur et Android/iOS, et avec une collaboration en temps réel par plusieurs utilisateurs sur une seule conception sur n'importe quelle plate-forme prise en charge.

Conclusion

En conclusion, il existe de nombreux choix de logiciels de CAO sur le marché en fonction du secteur, de la taille de l'entreprise et des fonctionnalités requises, mais presque tous permettent de prendre des modèles et de leur donner vie via la fabrication additive et l'impression 3D. Qu'il s'agisse d'amateurs, d'étudiants ou d'ingénieurs mécaniciens et concepteurs au niveau de l'entreprise, tous peuvent profiter des avantages de la fabrication additive pour produire des pièces et des assemblages réels plus rapidement et plus facilement que jamais.