Accélérez la conception avec les prototypes en impression 3D : Efficacité et précision accrues

Le prototypage est une étape évidente et primordiale de tout cycle de conception. Il permet de vérifier le toucher d'une pièce, son intégration dans un ensemble, ou sa tenue sous conditions extrêmes. En matière de techniques de fabrication, l'impression 3D de prototypes reste la référence.

L'impression 3D est née avec pour unique but la création rapide de prototypes. Au fil des décennies, la technologie a trouvé des applications allant de la création d'aligneurs dentaires à la production de pièces de moteurs à réaction ; pourtant, encore aujourd'hui, aucune application n'est plus populaire que l'impression 3D de prototypes.

À ses débuts, l'impression 3D était principalement utilisée par les grandes entreprises en raison des barrières de coût élevées, mais l'accessibilité s'est aujourd'hui améliorée, permettant à des entreprises de toutes tailles d'utiliser cette technologie pour imprimer des prototypes en 3D et bien plus.

QUELS SONT LES AVANTAGES DE L'IMPRESSION 3D POUR LES PROTOTYPES ?

RÉDUIRE LES DÉLAIS

Les procédés de fabrication traditionnels conviennent à la production de masse mais sont largement pénibles pour la faible volumétrie. C'est l'une des raisons pour lesquelles les prototypes étaient difficiles à fabriquer avant l'avènement des imprimantes 3D. Le prototypage devait souvent être sous-traité à des entreprises spécialisées, ce qui entraînait des coûts supplémentaires et des délais de réception des itérations considérablement longs. Avec l'impression 3D, les prototypes peuvent désormais être fabriqués à la demande et en quelques heures ou jours. Les imprimantes 3D à dépôt de fil fondu (FDM), en particulier, peuvent produire rapidement de petits volumes de prototypes dans une gamme de matériaux.

ÉLARGIR VOTRE BIBLIOTHÈQUE DE MATÉRIAUX

L'essor de l'impression 3D a entraîné une multiplication des nouveaux matériaux aux propriétés physiques et chimiques variées, utilisables pour produire des prototypes fonctionnels. Désormais, les fabricants disposent d'un large choix de matériaux selon leurs besoins. Dans certains cas, les fournisseurs de matériaux collaborent avec les entreprises pour personnaliser leurs offres et créer des matériaux spécifiques à l'application.

Aujourd'hui, des matériaux d'impression 3D comme le PETG, le nylon chargé fibre de carbone, le PC-ABS et bien d'autres trouvent une utilisation courante.

RÉDUIRE LES COÛTS

Au fil des ans, le coût de l'impression 3D a considérablement chuté, principalement grâce à la disponibilité d'imprimantes comme la série MakerBot METHOD qui offrent accessibilité, abordabilité et capacité d'impression multi-matériaux. Si l'on considère le temps de main-d'œuvre et les coûts du prototypage traditionnel, les prototypes en impression 3D sont bien moins chers que ceux fabriqués traditionnellement.

MODIFICATIONS ET ITÉRATIONS RAPIDES

Le prototypage est intrinsèquement un processus d'essais-erreurs. Les ingénieurs doivent suivre une boucle (conception-prototype-évaluation-itération-modification de conception) pour finaliser un design. Avec l'impression 3D, les prototypes sont facilement disponibles, et les concepteurs et ingénieurs peuvent vérifier forme, ajustement et fonction bien plus tôt et plus fréquemment — ce qui se traduit par une réduction majeure des risques et des dépassements de coûts plus loin dans le cycle de production.

TROIS POINTS À CONSIDÉRER AVANT D'IMPRIMER UN PROTOTYPE EN 3D

1. PRODUIT FINAL

L'un des aspects les plus importants à considérer avant d'imprimer un prototype en 3D est l'application du produit final. Dans certains cas, le prototype doit reproduire le produit final sur le plan dimensionnel, fonctionnel ou esthétique. Dans d'autres, il peut s'agir d'un simple composant à vérifier pour son intégration dans un ensemble. Plus simplement encore, un modèle conceptuel peut devoir transmettre la forme et le toucher d'un produit dans les mains d'un utilisateur avant de choisir le design industriel de base.

2. TECHNOLOGIE D'IMPRESSION 3D

Selon le type de prototype et son application, un ingénieur doit choisir la technologie d'impression 3D à utiliser. Pour les prototypes fonctionnels, le dépôt de fil fondu (FDM) est couramment utilisé. Le FDM convient aussi pour les pièces nécessitant des détails supérieurs à 100 microns. Pour les prototypes esthétiques, des technologies comme la stéréolithographie (SLA) ou le Polyjet sont utilisées. Dans certains cas, il peut être judicieux de combiner fabrication additive et soustractive pour obtenir le meilleur prototype.

3. DIRECTIVES DE CONCEPTION

Lors de l'impression 3D de prototypes, il faut tenir compte de directives de conception telles que l'épaisseur de paroi, l'étanchéité, les coques multiples, ou le respect de la taille minimale de détail selon la technologie d'impression 3D. Cela ressemble aux considérations pour d'autres technologies de fabrication ; cependant, l'impression 3D offre une toute nouvelle gamme de libertés géométriques inaccessibles avec les technologies soustractives.

Continuez la lecture pour découvrir les types de prototypes en impression 3D ainsi que les matériaux populaires pour ces prototypes.

Précédemment publié sur le site de MakerBot.