Prototypage 3D :un aperçu de l'impression de prototypes 3D

Les processus traditionnels de création de prototypes peuvent être très lents et coûteux. Cependant, il existe de nouvelles techniques disponibles pour améliorer les processus de développement de produits. Ces techniques garantissent la fabrication de prototypes de haute qualité à moindre coût. La technologie de prototypage 3D est la solution idéale pour vos besoins de prototypage rapide.

Le prototypage 3D vous donne accès à de nombreuses possibilités de conception et à des techniques efficaces pour gagner du temps et de l'argent. De plus, il s'agit d'une fabrication efficace adaptée à des applications dans plusieurs industries. Cela vous permet également de conceptualiser vos idées rapidement à un coût relativement faible.

Qu'implique le prototype d'impression 3D ? Comment le prototype 3D peut-il bénéficier à votre produit ? Quelles sont les considérations avant de démarrer votre projet ? Cet article répond à toutes vos questions et vous donne les informations dont vous avez besoin pour tirer le meilleur parti de votre prototypage 3D.

Qu'est-ce que Prototypage 3D  ?

Le prototypage 3D rapide est un processus de fabrication additive impliquant la création d'objets tridimensionnels à partir de fichiers numériques. Dans ce processus, un fabricant crée des objets en déposant des couches de matériau successives. Chaque couche est une coupe transversale en tranches fines de l'objet final.

Contrairement au processus de fabrication soustractif traditionnel, l'impression 3D n'implique pas de découper des morceaux de matériau. De plus, il permet la production de formes complexes avec moins de matériaux. Il existe trois principaux types d'impression 3D , en fonction des niveaux de précision requis. Ils incluent les éléments suivants :

• Modélisation des dépôts en fusion (FDM). Cette technique de prototypage d'impression 3D est l'option la plus populaire et la plus rentable disponible. Il est facile à utiliser et implique des filaments thermoplastiques avec une extrusion couche par couche. Ce processus se développe rapidement et convient au développement de produits.
• Frittage laser sélectif (SLS). Il s'agit d'une technique d'impression 3D utilisée pour le prototypage plastique et métallique. Il utilise des lits de poudre pour construire des prototypes couche après couche, en utilisant un laser pour chauffer et fritter le matériau en poudre.
• Stéréolithographie (SLA). Cette méthode crée un prototypage 3D avec un réservoir de résines liquides photosensibles. La lumière ultraviolette (UV) aide ensuite à solidifier chaque couche du produit. Ce processus se poursuit jusqu'à ce que le modèle soit terminé. Il s'agit d'une solution recommandée pour les prototypes 3D haute résolution.

Les imprimantes 3D de prototypage rapide sont précieuses pour fabriquer des produits allant des pièces mécaniques et des modèles architecturaux aux conceptions de bijoux et autres produits de consommation.

Avantages de Prototypage 3D rapide

Plusieurs industries dans le monde adoptent la technique d'impression de prototypes 3D en raison de ses nombreux avantages vitaux par rapport aux techniques de fabrication traditionnelles. Ces avantages incluent :

Flexibilité de conception

L'impression 3D vous permet de créer efficacement diverses itérations de vos conceptions. Il vous donne plus de liberté de conception et de flexibilité que plusieurs autres techniques de fabrication. Un prototype 3D est créé à l'aide d'un logiciel de modélisation 3D. Par conséquent, le processus vous permet de créer facilement vos conceptions, qu'elles soient simples ou complexes. Cela vous donne également la possibilité de créer n'importe quel prototype à partir de zéro tout en ajustant votre modèle 3D à tout moment de la phase de production. Cela permet d'éviter les maux de tête lors de l'utilisation de l'impression 3D pour la production de masse .

De plus, n'importe quelle imprimante 3D donnée peut imprimer presque n'importe quel produit, à condition qu'elle tienne dans son volume de construction. De plus, la commodité de l'impression 3D de prototypage rapide en fait un excellent choix pour chaque projet. Étant donné que vous devez apporter plusieurs modifications pour obtenir le produit final souhaité, vous n'aurez pas à créer un nouveau moule pour chaque itération de votre projet. Il y a peu ou pas de changement dans l'équipement ou les machines tout au long du processus.

Contrairement aux techniques traditionnelles, l'impression 3D vous permet d'inclure plusieurs matériaux dans un seul objet. Ainsi, vous disposez d'un éventail de propriétés mécaniques, de couleurs et de textures assorties. Vous pourrez également créer et fabriquer des géométries impossibles pour les méthodes de fabrication traditionnelles. De telles géométries comprennent des pièces dans des pièces et des cavités creuses dans des pièces solides. Vous pouvez modifier vos conceptions comme bon vous semble pour créer des pièces uniques et de qualité.

Économie d'argent

Le prototypage 3D est relativement moins cher que d'autres méthodes de fabrication comme le moulage par injection . Comme nous l'avons mentionné précédemment, vous n'aurez pas à créer de nouveaux moules chaque fois que vous modifiez votre conception. C'est un avantage non négligeable, notamment pour les petites séries. Le processus d'impression 3D ne nécessite qu'une ou deux machines avec peu d'opérateurs pour créer un composant.

Il n'y a généralement pas besoin d'outillage supplémentaire dans ce processus. Ainsi, coût du service d'impression 3D est généralement minime. De plus, le gaspillage de matière dans l'impression 3D est très faible car il s'agit d'un processus de fabrication additive. Il s'agit de construire un composant à partir de zéro, et il n'y a pas de découpage de blocs solides comme avec l'usinage CNC.

Gain de temps

L'un des avantages les plus importants de la technologie d'impression 3D est qu'elle garantit un prototypage rapide. En conséquence, vous pouvez concevoir, développer et tester votre pièce personnalisée dans les plus brefs délais. Même si vous devez modifier la conception à tout moment, vous pouvez le faire sans nécessairement affecter la vitesse de fabrication. Contrairement aux processus traditionnels, les techniques d'impression 3D vous permettent de concevoir votre pièce, de la fabriquer en interne et de la tester en quelques jours ou moins.

La fabrication additive saute également le processus de création de moules et d'attente de préparation des outils. C'est souvent une différence significative pour les petites entreprises nécessitant de petites séries de production. Vous pouvez accélérer le développement de produits et mettre les produits sur le marché dans des délais courts. Vous êtes également libre de l'émission de commandes minimales.

Test de prototype fonctionnel

La large gamme de matériaux d'impression 3D disponibles aujourd'hui permet de créer des prototypes fonctionnels avancés. Ces prototypes sont ceux que vous déployez pour des tests de marché rentables afin de vous assurer qu'ils répondent à vos exigences et aux besoins de vos consommateurs.

Vous pouvez facilement tester un prototype d'impression 3D et modifier le fichier CAO si vous découvrez des défauts. Vous obtenez les commentaires de vos investisseurs et clients potentiels sur le produit physique sans risquer d'importantes dépenses initiales de prototypage. Cela vous donne un avantage concurrentiel global dans votre secteur.

Comment imprimer des prototypes en 3D

Le processus d'impression 3D du prototype se déroule en quatre étapes essentielles, à savoir :

Conception CAO

Le point de départ de votre projet de prototypage 3D est le développement d'un fichier de conception CAO. Vous pouvez travailler avec des entreprises de conception de produits pour développer le logiciel 3D pour l'extrapolation de la conception. Il existe plusieurs formats de fichiers disponibles pour l'impression 3D. Il est essentiel que vous vérifiiez d'abord les formats de fichiers pris en charge par l'imprimante.

En outre, vous devez vérifier les programmes disponibles pour concevoir les fichiers. Certains des formats de fichiers courants disponibles sont :

• STL
• OBJ
• AMF
• 3MF

Une fois qu'il y a un fichier imprimable, vous pouvez ensuite préparer le fichier pour votre imprimante 3D. D'où la prochaine étape.

Prétraitement numérique

Le processus de préparation de votre fichier pour votre imprimante s'appelle le découpage en tranches. Cela signifie que vous divisez le modèle 3D en centaines de couches à l'aide d'un logiciel de découpage. Une fois tranché, votre fichier est prêt pour l'imprimante et vous pouvez l'alimenter via USB, Wi-Fi ou SD.

L'étape de pré-traitement numérique passe également par le choix des matériaux et des paramètres. Il existe plusieurs matériaux d'impression 3D parmi lesquels choisir en fonction des propriétés souhaitées de votre produit final. De plus, vous devez définir d'autres paramètres du processus, y compris le placement et la taille de l'impression.

Impression 3D de votre prototype

Une fois que vous avez téléchargé le fichier découpé dans l'imprimante 3D, le processus d'impression commence. Les imprimantes 3D utilisent des instructions dans le fichier pour dicter la disposition des matériaux. Les imprimeurs construisent ensuite la pièce en déposant des couches de matériau d'impression 3D. Bien qu'ils aient des principes similaires, le type d'imprimante que vous utilisez déterminera la manière dont le processus sera terminé. Il peut également y avoir des finitions de post-traitement comme la peinture et le brossage à la poudre après le processus d'impression.

Contrôle

Une fois votre prototypage 3D terminé, l'étape suivante consiste à inspecter le prototype et à le soumettre à des tests de marché. C'est généralement le cas pour les prototypes fonctionnels. Les ingénieurs internes peuvent inspecter le composant à la recherche de défauts et de modifications. Vous pouvez également le proposer à des consommateurs potentiels pour vous assurer qu'il répond à leurs besoins. S'il y a un besoin de changements, il y a assez de place pour cela.

Services d'impression 3D de RapidDirect

Réaliser votre projet d'impression 3D est toujours plus facile lorsque vous travaillez avec le meilleur partenaire de prototypage. RapidDirect vous offre un service d'impression 3D de haute qualité et rentable qui répondra aux exigences uniques de votre projet. Notre usine d'impression interne et nos capacités techniques couvrent les principales méthodes d'impression 3D, notamment FDM, SLS, SLA et Polyjet. De plus, nous vous proposons une vaste gamme de matériaux et d'options de post-traitement.

Lorsque vous téléchargez vos fichiers CAO et spécifiez vos besoins, notre plateforme de devis génère des devis rapides en moins de deux heures. Nos ressources de fabrication abondantes nous permettent également d'offrir des prix rentables pour votre projet. Plus important encore, RapidDirect offre des délais de livraison aussi courts que trois jours pour vous permettre de mettre votre produit sur le marché en peu de temps. Téléchargez votre fichier de conception aujourd'hui !

Les 4 principales considérations avant Prototypage 3D

L'impression 3D donne les meilleurs résultats en matière de prototypage, mais vous devez tenir compte de certains facteurs avant de vous lancer dans un projet de prototypage 3D. Cela vous aidera à tirer le meilleur parti de votre projet. Ils comprennent :

Matériaux d'impression 3D

Comme indiqué ci-dessus, vous disposez d'une vaste gamme de matériaux parmi lesquels choisir pour vos projets d'impression 3D. Les divers matériaux offrent la possibilité de manipuler les propriétés de conception, de conférer flexibilité, transparence, etc., en fonction de vos besoins.

Cependant, vous devez vérifier les aspects suivants avant de choisir votre matériel :

● Prix

C'est l'une des considérations les plus importantes pour de nombreuses entreprises. Vous visez des matériaux qui aident à réduire les coûts tout en offrant les propriétés nécessaires. Par exemple, vous souhaitez commencer les premières étapes de prototypage avec du plastique avant de passer à l'impression 3D métal. Ce choix est plus rentable que l'utilisation de métal partout. Il existe plusieurs matières plastiques pour vous apporter une solution économique.

● La précision et la qualité du matériel

Un prototype d'impression 3D vous donne un aperçu parfait de ce à quoi ressemblera le produit final. Par conséquent, votre sim consiste à créer un prototype fonctionnel. Par conséquent, votre choix de matériau doit s'aligner sur la complexité de votre projet. Vous devez également connaître les propriétés mécaniques du matériau pour vous assurer qu'il convient à votre projet.

● Consignes de conception du matériel

Il existe différentes directives de conception pour différents matériaux. Lors du choix d'un matériau, assurez-vous de vérifier que la dimension et la géométrie correspondent aux propriétés du matériau. Si vous avez un mur trop fin pour un matériau non adapté, le fichier risque de ne pas être imprimable. En conséquence, le processus sera contre-productif.

Application du produit

L'application de votre produit doit également être une priorité lors de la prise de vos décisions. Supposons que vous concevez un prototype qui doit reproduire l'esthétique du produit final. Dans ce cas, vous devez choisir une technologie d'impression 3D qui offre une résolution plus fine. Sinon, vous devrez peut-être prévoir un budget pour le post-traitement. En revanche, vous devez choisir une technologie offrant d'excellentes tolérances si vous avez besoin de prototypes fonctionnels.

Technologie d'impression 3D

Les différentes technologies d'impression 3D ont leurs styles de construction, leurs propriétés matérielles et leurs limites de conception uniques. La méthode que vous choisissez déterminera les ajustements que vous apporterez à votre conception, tels que les décalages et les écarts. Polyjet vous permet de combiner des matériaux durs et souples. Il projette également de la transparence et des couleurs pleines.

D'autre part, la stéréolithographie (SLA) construit des pièces avec des finitions de surface lisses. Ces processus sont les plus idéaux si l'esthétique est une préoccupation majeure. En revanche, le frittage laser sélectif (SLS) et la modélisation par dépôt de fil fondu (FDM) sont plus adaptés aux prototypes fonctionnels. Ces technologies construisent des pièces durables avec différents matériaux. Ainsi, votre choix dépendra des exigences de votre projet.

Formats de fichier

Il est conseillé d'envoyer vos fichiers CAO dans le bon format pour assurer une excellente construction. Le format de fichier .STL est le plus populaire pour les builds et les configurations. Bien que vous puissiez convertir des fichiers CAO natifs au format .STL, certains problèmes peuvent survenir si vous n'utilisez pas le logiciel natif. Les meilleurs fichiers n'ont qu'un seul shell sans bords non partagés. Votre dossier doit également indiquer l'unité de mesure. Cela aidera à réduire les erreurs potentielles.

Meilleurs matériaux 3D pour l'impression de prototypes

Bien que l'impression 3D soit l'une des meilleures méthodes de prototypage, vous devez choisir les meilleurs matériaux pour tirer le meilleur parti de votre projet. Il existe plusieurs matériaux pour les prototypes d'impression 3D, et votre choix dépend des besoins de votre projet. Voici quelques-uns des matériaux les plus utilisés pour l'impression de prototypes 3D.

Nylon PA12

Il s'agit d'un matériau plastique blanc, et c'est l'un des matériaux les plus abordables pour le prototypage. Malgré son coût relativement bon marché, le Nylon PA12 possède d'excellentes propriétés mécaniques. Il provient d'une fine poudre de polyamide, ce qui le rend parfait pour le prototypage et les cycles de production. Ce matériau d'impression 3D fonctionne mieux avec la technologie Selective Laser Sintering (SLS).

Multi Jet Fusion PA12

Ce matériau est un plastique gris, parfait pour le prototypage et la production. La version brute du Multi Jet Fusion PA12 est l'option la moins chère du marché. Vous pouvez facilement apporter des modifications à moindre coût. De plus, l'utilisation de ce matériau vous donne des produits résistants à l'abrasion et aux rayures. Cela les rend utiles pour les tests de prototypes. Le Multi Jet Fusion PA12 est également stable aux intempéries, aux UV et à la lumière. Par conséquent, c'est une option parfaite pour les tests dans des conditions extérieures.

Résine de prototypage

Cette résine est plus adaptée aux prototypes non fonctionnels et vous ne souhaitez pas l'utiliser pour de grandes séries de production. Chaque fois que vous souhaitez fabriquer des composants très détaillés, la résine de prototypage est un choix parfait. Il offre des finitions de surface lisses, similaires aux produits fabriqués par moulage par injection plastique. Ce matériau fonctionne mieux avec la stéréolithographie (SLA).

PLA

La modélisation par dépôt de fil fondu (FDM) est une technique intéressante, particulièrement utile pour les filaments d'acide polylactique (PLA). Le PLA est un matériau convivial avec une rigidité et une résistance élevées. Il a une température d'impression basse et une déformation minimale, ce qui en fait l'un des matériaux d'impression 3D les plus faciles. C'est également un matériau peu coûteux, créant des pièces fiables pour de nombreuses applications différentes. Si l'esthétique et les détails fins sont une préoccupation majeure, le PLA devrait être votre matériau de prédilection.

TPU

Si votre projet de prototypage d'impression 3D nécessite un plastique souple, le TPU est la solution parfaite. Ce matériau a les propriétés du caoutchouc, notamment une grande élasticité et une grande résistance. Par conséquent, cela conviendrait à votre projet de prototypage si vous avez besoin de quelque chose de flexible. Les composants de ce matériau sont résistants à la fatigue et aux contraintes, et c'est également un excellent choix pour les produits finis.

Conclusion

Le prototypage 3D rapide est un processus de fabrication efficace pour une ingénierie plus rapide et de meilleure qualité. Il accélère vos flux de travail et supprime les goulots d'étranglement du cycle de prototypage traditionnel. L'utilisation du prototypage d'impression 3D permet d'économiser des coûts et de réduire les délais de mise sur le marché tout en offrant des tests de conception plus faciles et des avantages globaux de prototypage. Avant de vous lancer dans un projet d'impression 3D, vous devez réfléchir au partenaire de fabrication avec lequel vous travaillerez.

RapidDirect est votre meilleure option pour créer des prototypes d'impression 3D de haute qualité. Nous fournissons les meilleures technologies d'impression 3D, les meilleurs matériaux et l'expertise pour vous aider à tirer le meilleur parti de votre projet. Nos capacités de fabrication prépareront également votre prototype dans des délais courts à des prix abordables. Téléchargez votre fichier CAO aujourd'hui et commençons !