La modélisation CAO expliquée :choisir le bon logiciel de conception pour l'impression 3D

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

Qu'est-ce qu'un logiciel de CAO ? 

La CAO (Conception Assistée par Ordinateur), également appelée modélisation 3D, permet aux ingénieurs et aux concepteurs de créer des modèles informatiques réalistes de pièces et d'assemblages pour des simulations complexes et la fabrication numérique. Les modèles créés avec la CAO peuvent être produits sous forme de composants physiques par impression 3D, usinage CNC et moulage par injection. 

Les logiciels de CAO peuvent simuler un large éventail de paramètres, notamment la résistance ou la résistance à la température, avant la création de modèles physiques. L'utilisation d'un logiciel de CAO vous permet de travailler plus rapidement et de manière plus rentable, sans compromettre la qualité de vos 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 qui seraient utilisés pour fabriquer la pièce. Certaines de ces opérations comprennent l'extrusion, le perçage et le filetage. Les modèles solides peuvent croiser, joindre et soustraire des objets les uns des autres pour créer la pièce souhaitée.

Un autre avantage de la modélisation solide est qu'elle est généralement paramétrique, ce qui signifie que les modifications ou les paramètres sont enregistrés à chaque étape du processus de modélisation et peuvent être modifiés à tout moment. Cela permet de modifier rapidement les caractéristiques du modèle sans avoir besoin de créer la pièce à partir de zéro.

La modélisation d'assemblage est une étape importante de la modélisation solide, permettant d'assembler des pièces individuelles entre elles, formant des modèles complexes. Les assemblages peuvent être utilisés pour insérer des composants standards tels que des fixations ou des roulements, téléchargés directement auprès des fabricants. Les éléments de mouvement peuvent également être appliqués aux assemblages, ce qui permet d'utiliser une analyse de mouvement détaillée pour évaluer les performances mécaniques de la conception.

Processus de modélisation 3D solide à l'aide du logiciel de CAO Fusion 360

Qu'est-ce que la modélisation de surface ? 

La modélisation de surface est généralement utilisée pour les caractéristiques plus esthétiques d'un produit. Il est beaucoup plus facile de créer une géométrie plus organique et de forme libre à l'aide de ce type de logiciel de CAO. La plupart des contraintes rencontrées dans la modélisation solide ne sont pas un problème avec la modélisation de surfaces, cependant, cela a le prix d'être parfois moins précis.

Comme son nom l'indique, la modélisation de surface ne concerne que les surfaces de la pièce, sans intérieur solide. Cependant, une fois que la pièce possède suffisamment de surfaces pour la fermer, elle peut être remplie puis utilisée pour l'impression 3D. Lors du développement de conceptions à l'aide de la modélisation de surfaces, il peut être difficile de revenir en arrière et d'apporter des modifications, car ce n'est généralement pas paramétrique.

Chaque type de logiciel de modélisation présente des avantages et des inconvénients, en fonction du type de conception produit, cela doit être pris en compte. Parfois, il est nécessaire d'utiliser à la fois la modélisation solide et la modélisation surfacique pour combiner les avantages de chacun.

Modélisation de surface d'une forme libre

Qu'est-ce que la sculpture (modélisation organique) ?

La sculpture, ou modélisation organique, est principalement utilisée pour créer des surfaces de forme libre avec des détails complexes tels que des personnages, des bijoux ou des formes organiques trouvées dans la nature.

Les logiciels de sculpture tels que ZBrush de Pixologic ou Mudbox d'Autodesk ont été conçus en pensant à la sculpture classique. Ils permettent aux sculpteurs numériques de partir d'une boule d'argile simulée et d'utiliser une tablette à dessin ou un moniteur sensible à la pression pour manipuler leur objet avec des pinceaux qui reflètent les outils de sculpture classiques pour déplacer, ajouter ou supprimer de la matière de leur objet.

Grâce à ces outils, les artistes peuvent créer des sculptures composées de dizaines de millions de polygones qui capturent même les détails les plus complexes.

Sculpture de personnages avec ZBrush

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

Il existe de nombreux programmes de CAO parmi lesquels choisir, chacun avec ses propres avantages et niches industrielles. Décomposons les options logicielles de CAO les plus courantes en fonction de leurs principaux avantages et types de fichiers courants. 

Logiciel Description Type de fichier commun Solidworks est un logiciel d'ingénierie standard utilisé pour la modélisation de pièces et d'assemblages. Il comprend des fonctionnalités de simulation ainsi que des outils de dessin et d'assemblage. .sldprt .sldasmslddrw Autodesk AutoCAD, un progiciel de CAO 2D et 3D, est utilisé dans un large éventail d'industries, par les architectes, les chefs de projet, les ingénieurs, les graphistes et de nombreux autres professionnels. .dwt .dwg Inventor possède des fonctionnalités très similaires à Solidworks, avec une conception mécanique 3D professionnelle, des outils de dessin et des outils de simulation de produits. .ipt .iam .idw Autodesk Fusion 360 est similaire à Solidworks, avec l'ajout d'outils de fabrication et d'outils de sculpture intégrés. Il est également disponible gratuitement pour les étudiants, les passionnés, les amateurs et les startups. .f3d Sketchup est un logiciel d'entrée de gamme facile à utiliser mais doté de fonctionnalités de base. Il est principalement utilisé pour des applications telles que les modèles architecturaux et la décoration intérieure. .skp Solid Edge fournit des fonctionnalités de modélisation solide, de modélisation d'assemblage et de vue orthographique 2D pour les concepteurs mécaniques. Solid Edge est un concurrent direct de SolidWorks, PTC Creo et Autodesk Inventor. .prt .asm PTC Creo est une suite de logiciels de conception axée sur la conception de produits destinés aux fabricants discrets. La suite se compose d'applications, chacune offrant un ensemble distinct de fonctionnalités dans le cadre du développement de produits. .prt .asm Onshape est un progiciel de CAO en ligne complet. Il utilise largement le cloud computing, avec un traitement et un rendu gourmands en calcul effectués via des serveurs. Cloud Only Rhino est un modeleur de surface de forme libre multi-usage pour l'ingénierie, l'architecture et la conception de bijoux. .3dm ZBrush est un outil de sculpture numérique qui combine la modélisation, la texturation et la peinture 3D/2,5D. La principale différence entre ZBrush et les packages de modélisation plus traditionnels est qu’il s’apparente davantage à de la sculpture. .obj Autodesk 3ds Max est un programme d'infographie 3D professionnel permettant de créer des animations, des modèles, des jeux et des images 3D. .3ds .max

Tous ces programmes de CAO peuvent produire des fichiers STL ou OBJ pour l'impression 3D, ainsi que STEP et IGES pour la fabrication CNC.

Quels programmes de CAO les professionnels utilisent-ils ?

Lors de l'élaboration de cet article, nous avons envoyé une enquête à plus de 750 concepteurs et ingénieurs qui ont utilisé Protolabs Network pour savoir quel logiciel de CAO ils préfèrent. Explorons les résultats. 

Résultats d'une enquête sur les logiciels de CAO utilisés par les ingénieurs. Résultats d'une enquête sur les logiciels de CAO utilisés par les concepteurs.

L'enquête a révélé que la majorité des ingénieurs et des concepteurs utilisent Solidworks pour la conception CAO. Les ingénieurs avaient tendance à préférer AutoCAD, Inventor et Fusion 360 (le seul logiciel de CAO professionnel gratuit de la liste), tandis que Rhino s'est avéré être le deuxième outil de modélisation le plus populaire auprès des concepteurs. Il est intéressant de noter que Rhino ne figurait pas sur la liste des ingénieurs, même s'il était très bien classé parmi les concepteurs.

Questions fréquemment posées

Quel est le logiciel de CAO le plus courant ?

Bien qu'il existe aujourd'hui une multitude de programmes de CAO, le plus courant reste AutoCAD. C’est l’un des logiciels de conception et de dessin 3D les plus anciens et les plus populaires.

Quel est le meilleur logiciel de CAO gratuit ?

Si vous n'avez pas accès à des logiciels d'entreprise plus coûteux pour la modélisation CAO, vous pouvez utiliser des options gratuites telles que Fusion 360 et SketchUp Free.

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

Le logiciel d'impression 3D le plus puissant que vous puissiez trouver est Autodesk Fusion 360, ce qui en fait un choix privilégié pour les concepteurs, les ingénieurs et les architectes. Il est idéal pour concevoir et produire des composants mécaniques très efficaces, pour ne citer que l’un de ses nombreux avantages. Vous disposez également d'AutoCAD, le pilier de l'industrie utilisé par les ingénieurs et les concepteurs dans presque tous les secteurs.

Outre ces deux-là, nTopology est un autre logiciel viable. Destiné davantage aux utilisateurs académiques et professionnels, il vous permet de créer des processus de conception au lieu de créer des objets à partir de zéro, ce qui rend l'optimisation de vos pièces encore plus efficace.

Protolabs Network peut-il créer des fichiers 3D à partir de mes conceptions ?

Bien que Protolabs Network puisse fournir une analyse DFM sur vos fichiers CAO et dessins techniques, nous ne pouvons pas créer pour vous des modèles numériques basés sur des dessins de votre pièce ou de vos composants physiques.

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