Qu’est-ce que le prototypage 3D ? Aussi, communément appelé prototypage rapide, le prototypage 3D fait référence au processus de conception itératif mis en œuvre pour obtenir les résultats souhaités.
Le processus nécessite de modifier les différentes étapes du prototypage pour enfin améliorer la pièce finale. Peu de gens le savent, mais le prototypage rapide ne se limite pas à l’impression 3D.
Il existe de nombreuses autres méthodes traditionnelles qui pourraient aider à créer les pièces et composants souhaités.
Alors que la fabrication de prototypes de produits peut entraîner une consommation de temps et des efforts considérables, le prototypage rapide vise à accélérer le processus complet avec un résultat précis.
Nous avons utilisé une poignée de techniques de prototypage telles que la découpe laser, le moulage par injection. Mais ces options ne sont pas aussi rapides que l’impression 3D.
De plus, l’impression numérique nous a donné plus de flexibilité en termes de matériau et de nombre de modifications apportées à la pièce avant de perfectionner la conception.
Le fait que nous ne soyons toujours pas en mesure d’éliminer complètement les anciennes technologies nous fait réfléchir à deux fois sur les capacités de l’impression 3D.
Cependant, comme toute autre technologie, cette technologie de fabrication numérique a peu de limites. Tels que la taille et les dépenses initiales. Mais sans trop prêter attention à ces points, restons-en au sujet ici.
Pourquoi ne pas découvrir les différentes manières de réaliser le prototypage 3D et l’apport de l’impression 3D dans la création de prototypes.
Comment faire un prototype 3D ?
Comme indiqué ci-dessus, il existe certaines méthodes traditionnelles en dehors de l’impression 3D avec un cas d’utilisation variable qui répond au besoin de prototypage rapide.
Et, il est logique de connaître les détails de ces technologies pour mieux comprendre l’importance de chacune de ces techniques.
impression en 3D
Les prototypes d’impression 3D sont devenus très courants de nos jours. Avec des imprimantes 3D plus récentes et puissantes, les entreprises peuvent désormais créer des prototypes fonctionnels en plus de simplement reproduire l’apparence cosmétique du produit final.
Comprenez le besoin de temps, de nombreuses entreprises ont commencé à offrir un service de prototypage 3D. Vous pouvez simplement télécharger vos conceptions et la société expédiera le prototype à votre porte.
En utilisant cette technologie, on peut obtenir des résultats en moins de temps et avec un plus grand choix de matériaux. Cependant, l’indisponibilité de la production de masse est l’une des limitations majeures qui restreint encore son intégration à chaque application.
À l’aide de l’impression 3D, les utilisateurs peuvent réaliser des géométries complexes en diminuant le poids total du produit.
De nombreux procédés relèvent de cette technologie. Et, chacun de ces processus d’impression 3D offre des résultats variables en termes de précision.
Par exemple, les imprimantes 3D FDM sont une bonne option pour les premiers prototypes. Les machines sont relativement moins chères et faciles à manipuler.
Cependant, elles ne peuvent pas offrir une résolution haut de gamme par rapport aux imprimantes 3D SLA. Par conséquent, si vous souhaitez créer des prototypes très détaillés et isotropes, vous devez utiliser des imprimantes 3D SLA. Cependant, ces machines et leur fonctionnement global sont coûteux par rapport aux imprimantes FDM.
De plus, nous avons des imprimantes 3D SLS très précises et utilisées pour créer des pièces solides. Principalement utilisés pour les prototypes de qualité industrielle, ceux-ci sont plus chers que les deux précédents.
L’impression 3D est utilisée pour diverses applications dans différents créneaux tels que l’architecture, la conception de bijoux, l’ingénierie et bien d’autres.
Fraisage CNC
Contrairement à l’impression 3D qui est un procédé de fabrication additive, le fraisage CNC fonctionne en technique soustractive. Cette technologie peut aider à obtenir d’excellents résultats pour le prototypage 3D.
En utilisant une fraiseuse CNC, vous pouvez travailler avec presque tous les types de matériaux. Soit il est aussi doux que la mousse, soit aussi dur que le métal, l’outil peut couper presque tout, indépendamment de sa liaison interne et de sa résistance. Il est utilisé pour le plastique, le bois, le verre et divers autres matériaux.
Comme pour l’impression 3D, pour faire fonctionner la fraiseuse CNC, vous devez créer les modèles numériques 2D ou 3D. Ceux-ci sont ensuite transmis au logiciel pour l’exporter dans un format compatible avec la CNC.
Plus tard, vous devez ajouter la matière première ou la pince pour être plus précis, à la table de travail. À partir de là, l’usine CNC s’occupera du reste du processus.
Lors du prototypage 3D, vous devrez peut-être obtenir divers résultats au sein du même projet. Pour le même cas, il suffit de changer la tête de fraisage avec d’autres extrémités.
Il peut s’agir d’un outil de polissage, de meulage ou même de rainurage. De cette façon, cette technologie fournit des résultats très flexibles et polyvalents.
Pouvant travailler avec différents matériaux, le fraisage CNC est principalement utilisé dans les industries pour des prototypes haut de gamme. Il comprend les niches de l’automobile, de l’aérospatiale, du médical et de l’aviation. Il y a aussi d’autres applications.
Découpe au laser
Une autre méthode soustractive pour le prototypage 3D. La découpe au laser aide à obtenir des résultats précis et est très populaire. Les découpeuses laser utilisent des faisceaux laser pour couper le matériau en morceaux d’épaisseur variable. Et, c’est assez rapide.
Comme le fraisage CNC, l’outil peut travailler avec une variété de matériaux avec différentes résistances et rigidités. Par exemple, vous pouvez couper de l’acrylique ainsi que des feuilles de métal. Parallèlement à cela, vous pouvez même inclure du bois, du plastique et d’autres matériaux dans votre espace de travail.
La méthode fonctionne généralement avec la gravure au laser. Cela ajoute encore plus de précision et de précision aux prototypes. Vous pouvez inclure des détails, tels que des logos, des textes et diverses autres conceptions plus fines pour perfectionner la conception du prototype.
En utilisant les services des entreprises proposant la découpe laser, vous pouvez également profiter de la réalisation de prototypes dans des matériaux difficiles. De l’acier inoxydable à l’acier au carbone, vous pouvez demander une variété d’options.
Grâce à sa flexibilité pour travailler avec une variété de matériaux et à ses capacités énormes, la découpe au laser est utilisée dans les industries automobile, militaire, aérospatiale et bien d’autres.
Comment fonctionne le prototypage 3D ?
En utilisant l’impression 3D, on peut obtenir de meilleurs résultats de conception pour le prototypage 3D. Mais comment ça fonctionne? Trouvez les étapes standard impliquées dans la création de la conception finale.
Créer un fichier numérique 3D : En commençant par un fichier numérique, il faut s’assurer que toutes les exigences sont bien explorées et incluses dans le modèle 3D. De la taille à la densité en passant par de nombreux autres facteurs concernant la fonction du prototype, si la conception est destinée à des tests fonctionnels. Au cas où l’on voudrait tester l’apparence cosmétique, la finition de surface et la finition détaillée, c’est sur quoi il faut se concentrer.
Choisissez la méthode d’impression 3D : En fonction de la précision, il faut choisir le matériau et le processus d’impression 3D. Comme mentionné précédemment, pour les tests non fonctionnels, une imprimante FDM avec PLA pourrait aider à atteindre le résultat souhaité. Cependant, pour des exigences plus précises, notamment pour les prototypes fonctionnels, il faut opter pour le SLS ou le SLA.
Impression et test 3D : Dans la troisième étape, il faut imprimer en 3D le prototype et vérifier son utilisabilité. Cette étape nécessite généralement de vérifier la capacité du prototype et de voir s’il correspond aux spécifications requises. Si les résultats ne sont pas très proches de la sortie requise, il faut passer à l’étape suivante. Ou bien, le processus se terminerait ici lui-même.
Apportez des modifications au fichier 3D : Après les tests, en fonction des modifications nécessaires, il faut apporter des modifications au fichier numérique et répéter à nouveau l’ensemble de l’étape. Si les résultats sont parfaits, le travail est terminé. Sinon, le processus doit être répété à moins que les spécifications souhaitées ne soient atteintes.
Avantages de l’utilisation de l’impression 3D
Avec l’introduction de l’impression 3D, beaucoup de choses ont changé à travers le monde au sein des industries manufacturières. Et le prototypage rapide est le processus le plus touché de tous. D’une plus grande précision à des pièces abordables, la technologie a fait progresser les industries de nombreuses étapes.
Conceptions précises
Concernant l’utilisation des prototypes, rien n’a changé quant à leur utilité. Aujourd’hui aussi, des prototypes sont créés à des fins de test. Il aide à perfectionner la conception et la fonctionnalité du produit final avant qu’il ne passe à la production finale.
Alors que les méthodes et techniques traditionnelles obligeaient les utilisateurs à franchir un certain nombre d’étapes, l’impression 3D peut être réalisée en moins de temps et d’étapes.
Et, toute l’étape de l’impression 3D dépend du fichier 3D, complétant le prototypage grâce à la fabrication numérique. Avec moins d’interférences humaines, qu’il n’est pas possible de séparer des anciennes techniques, l’impression 3D se trouve être plus précise et précise.
De plus, on peut créer des prototypes en utilisant le même matériau que nécessaire pour la pièce finale. De cette façon, les tests fonctionnels deviennent plus précis et globalement plus prédictifs.
Écologique
On a longtemps reproché à l’industrie manufacturière d’être le principal contributeur aux déchets. Par conséquent, l’ensemble de l’empreinte carbone augmente à un niveau ingérable.
Cependant, avec l’impression 3D, on peut réduire considérablement le gaspillage. Outre la réduction des déchets consommés pour la production, la technologie contribue également efficacement à la réduction des émissions de carbone.
Par conséquent, il n’y a pas moyen d’échapper au fait que l’impression 3D crée un endroit plus sûr pour nous de résider. Basé sur le processus de fabrication additive, la plupart des matériaux sont consommés lors de la création de prototypes.
Utilisation maximale
Les opérations de fabrication ne sont pas très élevées lorsqu’il s’agit d’utiliser le matériel ou d’autres ressources. Tout au plus, les États-Unis représentent 75 % de l’utilisation manufacturière, ce qui est trop loin d’être durable.
En d’autres termes, les entreprises sont incapables d’utiliser efficacement un quart des matériaux et des processus. Avec le moulage par injection et les anciennes techniques telles que le moulage sous pression, l’efficacité semble être un rêve tiré par les cheveux.
Ces processus ne parviennent pas à fournir la polyvalence disponible avec l’impression 3D. Et, la plupart de ces techniques dépendent de méthodes soustractives.
Quand on parle d’impression 3D, les choses deviennent beaucoup plus simples. Ces machines pourraient imprimer une variété de pièces différentes les unes après les autres, sans avoir besoin de basculer entre différentes méthodes ou systèmes.
Par conséquent, l’impression 3D est capable d’améliorer et d’augmenter le pourcentage d’utilisation global avec une énorme différence. Et, cela semble être un énorme progrès pour l’ensemble de l’industrie manufacturière.
Conceptions impossibles
Même si vous pensez peut-être que certaines conceptions ne sont pas possibles à fabriquer, même si elles sont pratiquement adaptées, détrompez-vous. L’impression 3D peut aider à réaliser des imaginations qui ne sont pas très faciles à réaliser avec d’autres méthodes.
Ou même les conceptions impossibles à créer avec la découpe laser ou le fraisage CNC, l’impression 3D peut le faire pour nous.
Que ce soit ses conceptions très détaillées ou ses géométries complexes, l’impression 3D peut faire de la place pour des conceptions trop difficiles à créer à l’aide de méthodes traditionnelles.
Si vous ne le savez pas, les imprimantes 3D sont également très précises. Fabriquer des pièces creuses ou des produits plus légers semble si facile avec l’impression 3D.
Grâce à la technologie que l’on peut désormais innover sans limitation. Au lieu de se soucier de la façon de fabriquer, il suffit de se concentrer sur ce qu’il faut fabriquer. C’est un énorme changement. Et, tout le monde devrait l’adopter pour obtenir de meilleurs résultats.
La conclusion
Nous savons que l’impression 3D est devenue très populaire et se généralise à la hâte. Et les résultats sont trop beaux pour paraître vrais.
Mais la bonne nouvelle est que le secteur manufacturier est en mesure de gagner d’énormes avantages avec l’introduction de l’impression 3D dans le prototypage rapide.
Cependant, certaines limites subsistent. Avec une augmentation de la demande, nous nous attendons cependant à d’énormes changements dans les restrictions. Mais il faudrait du temps avant de pouvoir dire que l’impression 3D est la réponse à tous les besoins de prototypage.
En raison du coût accru de l’équipement et du matériel avec un investissement initial énorme que l’on doit faire, la technologie n’est pas en mesure de montrer son plein régime.
Mais c’est tellement intriguant que malgré son coût élevé, il se sent toujours à l’aise dans les applications industrielles.
Les gens et les entreprises du monde entier utilisent l’impression 3D pour créer des prototypes ainsi que des produits finis. Il existe des imprimantes 3D domestiques moins chères, même si elles manquent de fonctionnalités, mais elles ont fait beaucoup pour les débutants comme pour les experts.
Aujourd’hui, vous pouvez acheter une imprimante 3D domestique et commencer à travailler sur vos prototypes pour au moins tester son apparence et son style.
De nombreux prototypes 3D sont créés à la maison et même les petites entreprises proposent la fabrication en tant que service pour créer des prototypes à la demande.
