Utilisation de l’impression 3D pour le prototypage

Utilisation de l’impression 3D pour le prototypage

Nous poursuivons notre série sur l’application de l’impression 3D dans différents domaines. Dans cet article, nous nous penchons sur le domaine d’application le plus populaire aujourd’hui – le prototypage ou la création de modèles de futurs produits industriels.

Le prototypage est une mise en œuvre rapide, sous forme d'”ébauche”, de la fonctionnalité de base d’une idée de produit afin d’analyser son fonctionnement dans son ensemble.

Le prototypage est l’étape la plus importante de la création d’un nouveau produit. À ce stade, avec peu d’efforts, on crée un produit qui fonctionne dans la vie réelle. Bien que le produit puisse comporter des erreurs et ne pas être très efficace, les concepteurs obtiennent une image plus détaillée de ce qui est possible.

Toutes les choses qui nous entourent ont été créées par quelqu’un et à un moment donné. Et au cours de leur création, différentes décisions de conception de ces produits ont vu le jour. Avant l’avènement de l’impression 3D, de nombreuses méthodes différentes étaient utilisées pour le prototypage. Il s’agit notamment du fraisage, du moulage, des moules en plâtre, entre autres.

Prototypage par impression 3D

Dans l’impression 3D, il faut commencer par créer un modèle 3D. Avec le prototypage, cela ne pose aucun problème, puisque les concepteurs et les ingénieurs créent les modèles dès la première étape du développement d’un nouveau produit.

Si le produit est basé sur un modèle existant, on peut alors utiliser un scanner 3D. Le modèle 3D obtenu par numérisation devient la base de la création d’un nouveau design.

Les sites gratuits ou commerciaux qui proposent des fichiers STL 3D ont peu de chances d’être utiles. En effet, ces sites sont le plus souvent remplis de modèles décoratifs ou de rétro-ingénierie.

 

Pourquoi avez-vous besoin d’un prototype ?

Lorsque vous disposez déjà d’un modèle 3D, vous devez savoir ce que vous voulez que le prototype que vous voulez imprimer accomplisse.

Il y a trois raisons principales pour lesquelles vous pouvez vouloir construire un prototype. Il s’agit de créer des modèles décoratifs, partiellement fonctionnels ou entièrement fonctionnels.

Il est assez facile d’imprimer des prototypes décoratifs. Cependant, certains modèles peuvent aussi être assez complexes à fabriquer.

La bonne nouvelle est qu’il existe une large gamme de filaments et de résines d’impression 3D. Généralement, pour le prototypage, on utilise les matériaux les plus simples pour imprimer. Après l’impression, vous disposerez de l’objet dont vous avez besoin et pourrez confirmer les mesures, vérifications, démonstrations et autres actions nécessaires auxquelles l’objet est destiné.

Prenons l’exemple du boîtier d’un appareil électronique. Cet objet est censé être fabriqué en plastique ou en métal résistant. Un prototype est nécessaire pour comprendre comment disposer tous les composants à l’intérieur de l’appareil. En règle générale, dans le processus de développement de tels produits, vous pouvez créer 10 à 20 prototypes de dispositions similaires.

 

Le deuxième cas est un prototype partiellement fonctionnel.

Examinons un autre exemple de prototype de conteneur.

Aujourd’hui, l’impression 3D est largement utilisée pour le développement de nouveaux emballages, tels que les bouteilles. Mais vous ne pouvez pas simplement imprimer un modèle de bouteille avec n’importe quel type de plastique et l’utiliser comme prototype. Le modèle doit avoir des propriétés spécifiques, comme la transparence, comme c’est le cas pour le verre ou le plastique, à partir desquelles les produits finaux, utilisables, seront fabriqués.

Il est donc important que le matériau d’impression que vous utilisez soit aussi proche que possible de celui souhaité en termes de transparence. Par exemple, s’il s’agit du prototype d’un pot de yaourt, le matériau d’impression doit être suffisamment souple pour pouvoir être plié en une seule pièce.

Dans les cas où un modèle doit avoir une fonctionnalité partielle, il est important de choisir les bons matériaux qui résolvent ce problème, ainsi que la technologie d’impression 3D qui s’accommodera de ces matériaux.

Enfin, il faut choisir une imprimante capable de résoudre le problème, en fonction de la taille, de la complexité et du matériau d’impression. Lisez notre guide sur la façon de choisir une imprimante 3D.

La partie la plus difficile est la création d’un prototype entièrement fonctionnel. En effet, le prototype doit correspondre parfaitement au produit final qui sera mis en production de masse.

L’impression 3D peut se charger de cette tâche. Toutefois, le coût de fabrication d’un modèle dépendra de la fonctionnalité souhaitée du produit final.

Dans la plupart des cas, nous parlons de chaleur, de résistance à l’abrasion, de résistance aux chocs, aux acides ou autres liquides corrosifs.

Idéalement, vous devriez réaliser un prototype en utilisant le matériau exact qui sera utilisé pour le produit final. Cependant, cela ne peut souvent pas être fait en utilisant l’impression 3D, car tous les matériaux ne peuvent pas être utilisés dans les imprimantes 3D. Dans ce cas, vous pouvez utiliser un matériau similaire dont les propriétés physiques et mécaniques seront proches de celles du matériau souhaité. De cette façon, le modèle sera proche de la fonctionnalité requise, même s’il ne pourra pas être aussi durable qu’une pièce de série.

Ainsi, nous pouvons affirmer sans risque que l’impression 3D est un excellent outil pour le prototypage, principalement en raison de la grande vitesse de production du modèle et de son coût relativement faible.

Choisir une imprimante 3D pour le prototypage

Avant de choisir une impression 3D, il est important de décider du matériau d’impression, de la technologie et du budget. Choisissez la technologie d’impression 3D qui répond le mieux à vos besoins. Toutes les technologies sont adaptées à un degré ou à un autre.

Vous trouverez ci-dessous un aperçu des technologies d’impression 3D les plus courantes.

Technologies d’impression 3D SLS, FDM et SLA

Les technologies d’impression 3D les plus courantes sont le SLS (frittage laser sélectif), le FDM (modélisation par dépôt en fusion) et le SLA (stéréolithographie laser). Nous avons déjà abordé ces technologies d’impression 3D en détail. Lisez ce guide : Types de technologies d’impression 3D pour vous rafraîchir la mémoire.

Le plus important est de garder à l’esprit que l’imprimante 3D que vous choisissez doit être capable d’imprimer les matériaux avec les caractéristiques que vous souhaitez donner à vos prototypes. Tenez également compte de la complexité et de la taille potentielles de vos prototypes.

Comme dans tous les autres cas, il est conseillé de faire un essai d’impression avant d’acheter. Cela vous aidera à choisir le modèle d’imprimante 3D qui vous convient le mieux et à déterminer si l’impression 3D répond à vos attentes.

En parlant de modèles spécifiques, nous recommandons l’imprimante Raise3D Pro2 Plus pour le prototypage FDM. Le site officiel de la société contient de nombreux cas intéressants sur l’utilisation de ces imprimantes pour le prototypage de pièces plus ou moins complexes.

J’aimerais également attirer votre attention sur le modèle Phrozen Transform, qui fonctionne avec la technologie SLA. Sa grande caméra et son écran 4K en font une imprimante de prototypage de bureau unique.

Enfin, pour en venir aux imprimantes 3D industrielles, il convient de mentionner la gamme d’imprimantes HP JetFusion 500/300 . Ces modèles présentent un certain nombre d’avantages, notamment une productivité élevée, un faible coût d’impression et la possibilité de créer des modèles en couleur.

Nous serons heureux de vous aider à choisir l’équipement 3D nécessaire à vos tâches. N’hésitez pas à nous contacter pour obtenir les conseils avisés de nos ingénieurs.

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