Modélisation CAO expliquée : Choisir le bon logiciel de design pour l'impression 3D

Qu'est-ce que la modélisation CAO et pourquoi est-elle un outil indispensable pour la fabrication numérique ? Explorez les types de logiciels CAO disponibles pour concrétiser vos idées dans le monde physique via la modélisation 3D numérique. Trouvez les outils logiciels adaptés à votre application.

Qu'est-ce qu'un logiciel CAO ?

La CAO (Conception Assistée par Ordinateur), aussi appelée modélisation 3D, permet aux ingénieurs et designers de créer des modèles informatiques réalistes de pièces et ensembles pour simulations complexes et fabrication numérique. Les modèles créés en CAO peuvent être produits comme composants physiques par impression 3D, usinage CNC et moulage par injection.

Les logiciels CAO simulent une large gamme de paramètres, dont la résistance ou la tenue en température avant toute création de modèle physique. L'utilisation de la CAO permet de travailler plus vite et plus rentablement, sans compromettre la qualité des composants.

Qu'est-ce que la modélisation solide ?

La modélisation solide crée des modèles 3D solides comme s'il s'agissait de pièces réelles, avec un flux de travail logique similaire aux processus de fabrication de la pièce. Ces opérations incluent extrusion, perçage, filetage. Les modèles solides peuvent s'intersecter, se joindre et se soustraire pour créer la pièce souhaitée.

Autre atout : la modélisation solide est généralement paramétrique, c'est-à-dire que les changements et paramètres sont sauvegardés à chaque étape et modifiables à tout moment. Cela permet de modifier rapidement des caractéristiques sans repartir de zéro.

La modélisation d'assemblage est une étape clé, permettant d'assembler des pièces individuelles pour former des modèles complexes. Les assemblages peuvent insérer des composants standards (vis, roulements) téléchargés directement chez les fabricants. Des éléments de mouvement peuvent aussi s'appliquer aux assemblages, permettant analyses de mouvement détaillées pour évaluer la performance mécanique du design.

Qu'est-ce que la modélisation surfacique ?

La modélisation surfacique sert généralement aux aspects esthétiques d'un produit. Elle facilite la création de géométries organiques et formes libres. Beaucoup de contraintes de la modélisation solide n'existent pas ici, mais au prix d'une précision parfois moindre.

Comme son nom l'indique, la modélisation surfacique ne gère que les surfaces de la pièce, sans intérieur solide. Cependant, une fois la pièce fermée par suffisamment de surfaces, elle peut être remplie et utilisée pour l'impression 3D. En modélisation surfacique, il peut être difficile de revenir en arrière pour modifier car elle n'est généralement pas paramétrique.

Chaque type a avantages et inconvénients selon le design visé. Parfois, combiner modélisation solide et surfacique permet de tirer le meilleur des deux.

Qu'est-ce que le sculpting (modélisation organique) ?

Le sculpting, ou modélisation organique, sert principalement à créer des surfaces libres aux détails complexes : personnages, bijoux, formes organiques naturelles.

Les logiciels comme ZBrush de Pixologic ou Mudbox d'Autodesk sont conçus dans l'esprit de la sculpture classique. Ils permettent aux sculpteurs numériques de partir d'une boule d'argile virtuelle et d'utiliser une tablette graphique sensible à la pression pour manipuler l'objet avec des pinceaux reflétant les outils classiques : déplacer, ajouter, retirer de la matière.

Avec ces outils, les artistes créent des sculptures comptant des dizaines de millions de polygones capturant les moindres détails.

Quel est le meilleur logiciel CAO pour l'impression 3D ?

Il existe de nombreux programmes CAO, chacun avec ses avantages et niches sectorielles. Voici les plus courants classés par bénéfices principaux et formats de fichiers :

Logiciel	Description	Format fichier courant
SolidWorks	Logiciel de référence pour modélisation pièces et assemblages. Inclut simulation, dessin et outils d'assemblage.	.sldprt, .sldasm, .slddrw
AutoCAD	Package 2D/3D utilisé dans de nombreux secteurs par architectes, chefs de projet, ingénieurs, designers graphiques...	.dwt, .dwg
Inventor	Fonctionnalités similaires à SolidWorks : design mécanique 3D pro, outils de dessin, simulation produit.	.ipt, .iam, .idw
Fusion 360	Similaire à SolidWorks, avec outils de fabrication intégrés et sculpting. Gratuit pour étudiants, passionnés, startups.	.f3d
SketchUp	Logiciel entrée de gamme, facile mais fonctions basiques. Principalement modèles architecturaux et design d'intérieur.	.skp
Solid Edge	Modélisation solide, assemblage, vues orthographiques 2D pour designers mécaniques. Concurrent direct de SolidWorks, Creo, Inventor.	.prt, .asm
PTC Creo	Suite logicielle axée design produit pour fabricants discrets. Apps distinctes pour chaque capacité du développement produit.	.prt, .asm
Onshape	CAO 100 % en ligne. Utilise cloud computing intensif pour calcul et rendu via serveurs.	Cloud uniquement
Rhino	Modeleur surfacique polyvalent pour ingénierie, architecture, joaillerie.	.3dm
ZBrush	Outil de sculpture numérique combinant modélisation 3D/2.5D, texturing, peinture. Diffère des packages classiques par son approche sculpturale.	.obj
3ds Max	Programme graphique 3D pro pour animations, modèles, jeux, images.	.3ds, .max

Tous ces programmes CAO peuvent exporter en STL ou OBJ pour impression 3D, ainsi qu'en STEP et IGES pour usinage CNC.

Quels logiciels CAO utilisent les professionnels ?

Pour cet article, nous avons interrogé plus de 750 designers et ingénieurs utilisateurs de Protolabs Network sur leurs logiciels CAO préférés. Résultats :

Résultats d'enquête sur les logiciels CAO utilisés par les ingénieurs. Résultats d'enquête sur les logiciels CAO utilisés par les designers.

L'enquête révèle que la majorité des ingénieurs et designers utilisent SolidWorks. Les ingénieurs privilégient AutoCAD, Inventor et Fusion 360 (seul logiciel CAO pro gratuit de la liste), tandis que Rhino est le deuxième outil le plus populaire chez les designers. Fait notable : Rhino n'apparaît pas dans la liste des ingénieurs malgré son score élevé chez les designers.

Questions fréquentes

Quel est le logiciel CAO le plus courant ?

Bien qu'il existe de nombreux programmes CAO aujourd'hui, le plus courant reste AutoCAD. C'est l'un des plus anciens et populaires pour le design et le dessin 3D.

Quel est le meilleur logiciel CAO gratuit ?

Sans accès aux logiciels d'entreprise onéreux, vous pouvez utiliser des options gratuites comme Fusion 360 et SketchUp Free.

Quel est le meilleur logiciel CAO pour l'impression 3D ?

Le logiciel le plus puissant pour l'impression 3D est probablement Autodesk Fusion 360, choix privilégié de designers, ingénieurs et architectes. Idéal pour concevoir et produire des composants mécaniques très efficaces. Vous avez aussi AutoCAD, la référence sectorielle utilisée par ingénieurs et designers dans presque tous les secteurs.

Autre option viable : nTopology. Ciblé utilisateurs académiques et pros, il permet de créer des processus de design au lieu de construire des objets from scratch, rendant l'optimisation de pièces bien plus efficace.

Protolabs Network peut-il créer des fichiers 3D depuis mes designs ?

Bien que Protolabs Network fournisse une analyse DFM sur vos fichiers CAO et plans techniques, nous ne pouvons pas créer de modèles numériques pour vous à partir de dessins de votre pièce ou composants physiques.

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