Comment construire un prototype de filtre à eau : preuve de concept étape par étape

Un client nous a contactés pour fabriquer un filtre à eau, qui pourrait contenir environ 10 gallons d'eau. La plupart des composants devraient être en polycarbonate transparent en production, mais le matériau du prototype pourrait être n'importe quel plastique transparent. Le client espère faire le prototype le moins cher possible. De plus, l'objectif principal de faire le prototype est de tester si le filtre à eau fonctionne ou non, l'esthétique n'est pas si importante.

À propos des matériaux

Les matériaux disponibles pour les prototypes transparents sont le polycarbonate incolore, les acryliques incolores utilisés pour l'usinage CNC, le polyuréthane incolore utilisé pour le moulage sous vide, et la résine photosensible incolore utilisée pour la Stéréolithographie (impression 3D).

Considération

Le PC/PMMA incolore sont généralement utilisés quand les exigences esthétiques sont élevées, ou qu'une pièce doit être testée optiquement, comme les lentilles automobiles, surtout les pièces en PMMA, elles pourraient avoir une rugosité de surface de Ra 0,025-0,05 μm. Pourtant, parfois, quand une pièce est trop grande pour les machines CNC, cette pièce devra être divisée et collée. Bien que les pièces en PC/PMMA clair collées par colle UV n'affectent presque plus l'esthétique de la pièce, quand il s'agit de pièces qui doivent contenir de l'eau, la zone collée pourrait ne pas être assez solide. Pour assurer que la pièce qui contient l'eau résiste bien, il est préférable de faire la pièce monolithique.

Pour le prototype de filtre à eau : Moulage sous vide ou Impression 3D

Le polyuréthane incolore utilisé pour le moulage sous vide est aussi une façon idéale de faire la pièce transparente. La pièce claire moulée sous vide peut être presque optiquement claire. Nous utilisons beaucoup ce matériau et processus pour faire des lentilles automobiles aussi. Le moulage sous vide est aussi appelé moulage en silicone. Un moule en silicone dans un processus de moulage sous vide peut être réutilisé environ 15 fois, ce qui signifie que de la deuxième pièce à la quinzième pièce, il n'y aura pas de coût pour le moule. Par conséquent, le moulage sous vide est souvent la méthode la plus rentable quand la quantité est au-dessus de 2 et moins de 100 pièces. Puisque le client n'a besoin que d'un prototype et le veut le moins cher possible, le moulage sous vide n'est pas la meilleure méthode ici.

L'autre façon de faire un prototype clair est par Stéréolithographie (impression 3D). Le seul matériau disponible est la résine photosensible. Généralement, l'impression 3D pourrait faire des pièces plutôt grandes. Dans ce cas, si on utilise l'impression 3D, les composants n'auront pas besoin d'être divisés en plusieurs pièces et collés. Les composants peuvent être imprimés en monolithique, contrairement à la méthode d'usinage CNC, dans laquelle la plupart des composants devront être divisés et collés, et il y a des zones que les fraises CNC ne pourraient pas atteindre. Les pièces claires faites par impression 3D seront beaucoup moins claires que les pièces en polyuréthane et PC/PMMA, parfois des bulles claires pourraient se produire à l'intérieur des pièces claires pendant le processus. Après calcul, nous avons trouvé que la méthode d'impression 3D est la moins chère. Le client a finalement choisi cette méthode.

Après que les composants du filtre à eau sont faits par impression 3D, le client a assemblé, et cela a fonctionné comme prévu. Le client envisage de passer à la production de masse du filtre à eau.