De nos jours, le prototypage rapide en 3D est une technologie très répandue. Il permet aux entreprises de développer des produits personnalisés de manière plus efficace, plus rapide et plus économique. Ce blog se penche sur le prototypage rapide par impression 3D et explique comment il permet de maximiser l'efficacité des produits personnalisés.
Table des matières
Qu'est-ce que le prototypage rapide ?
Le prototypage rapide est un processus qui consiste à la réalisation de prototypes physiques d'une pièce, d'un produit ou d'une conception à l'aide CAD et certaines techniques comme l'impression 3D. L'objectif principal du prototypage rapide est de valider, de tester et d'affiner rapidement une conception avant de passer à l'étape suivante. production à grande échelleLa mise en place d'un système de gestion de l'information permet de réduire les délais et les coûts dans le domaine de la gestion de l'information. développement de produits processus.
Comment fonctionne le prototypage rapide ?
Le prototypage rapide se déroule selon les étapes suivantes :
- Utilisez un logiciel de CAO pour concevoir des modèles numériques en 3D du produit ou de la pièce que vous souhaitez.
Remarque : il doit être converti dans un format que les machines peuvent lire et interpréter, comme le format Fichiers OBJ pour l'impression 3D.
- Choisissez les matériaux et les méthodes de fabrication de votre prototype.
Cela dépend de votre produit, de vos besoins et de votre budget.
- Utilisez des équipements spéciaux tels que des imprimantes 3D pour fabriquer rapidement un prototype.
Par exemple, une imprimante 3D fabrique un prototype physique couche par couche à l'aide de matériaux sélectionnés, tout comme un oiseau qui construit son nid.
- Obtenir l'aspect et la fonctionnalité souhaités en polissant ou en peignant si nécessaire.
- Tester et évaluer le prototype.
Si des changements sont nécessaires, il est facile de modifier la conception du modèle CAO et de répéter le processus de prototypage rapide jusqu'à ce que le résultat souhaité soit atteint.
Le prototypage rapide est-il identique à l'impression 3D ?
Le prototypage rapide et l'impression 3D sont liés, mais ne sont pas exactement les mêmes. Le prototypage rapide peut être réalisé à l'aide de différentes techniques et méthodes. L'une des méthodes de prototypage rapide les plus populaires est le Technologie d'impression 3Dreprésentant environ 90%.
Exemples de prototypes imprimés en 3D
Dans le cadre du prototypage rapide, l'impression 3D s'applique généralement aux jouets tels que les figurines, les bijoux, les accessoires de mode et les composants de l'électronique grand public tels que les boutons, les connecteurs, les boîtiers, etc.
Outre le prototypage rapide, l'impression 3D se prête également à de nombreuses autres utilisations et applications. La production de prothèses personnalisées dans le secteur des soins de santé et de lunettes adaptées aux caractéristiques faciales de chaque individu en sont des exemples notables.
Les 3 principaux avantages du prototypage rapide grâce aux techniques d'impression 3D
Lorsqu'il s'agit de projets personnalisés complexes, en particulier le développement de nouveaux produits, le prototypage rapide en 3D peut réduire considérablement le temps de développement, les coûts et les risques associés à la conception et à la fabrication du produit.
Gagner du temps
Le prototypage rapide en 3D permet de remplacer les longues périodes de mois ou d'années généralement associées au prototypage itératif par un délai plus rapide de quelques jours ou semaines.
Par exemple, vous pouvez utiliser une imprimante 3D pour fabriquer un prototype de figurine de jouet en quelques heures. De plus, l'imprimante peut produire efficacement votre prototype mis à jour à l'aide d'un fichier de conception légèrement modifié, ce qui surpasse de loin les méthodes conventionnelles basées sur l'outillage.
L'accélération du processus de conception améliore intrinsèquement le délai de mise sur le marché d'un nouveau produit.
Tester les idées de conception et identifier les problèmes potentiels
En touchant le prototype physique du produit, vous pouvez mieux en connaître l'apparence et les effets globaux, ce qui vous permet de mieux comprendre les forces et les faiblesses de la conception. Associé à des essais, vous pouvez identifier les problèmes en termes de fonctions et de structures.
Pour les bijoux complexes et uniques, vous imprimez un prototype en 3D. Vous évaluez ensuite les performances, l'apparence et l'expérience tactile du prototype. De cette manière, vous testez et affinez rapidement les idées de conception, et vous apportez des améliorations pour vous assurer que la pièce finale répond aux exigences esthétiques et structurelles avant de passer au moulage ou à la production à l'aide de méthodes traditionnelles.
Économiser de l'argent
Le coût de l'impression 3D varie de quelques dizaines à quelques centaines de dollars. Par exemple, un simple prototype d'accessoire en plastique coûte environ $50, et un prototype de jouet complet en plastique environ $300.
En comparaison, la fabrication d'un prototype à l'aide de méthodes traditionnelles nécessite généralement des dizaines de milliers de dollars une fois que vos produits personnalisés impliquent l'ouverture ou le changement d'un moule. Il s'agit d'un coût initial important.
En testant et en améliorant les prototypes, vous décidez d'investir ou non dans des processus de moulage et de fabrication plus coûteux. Il s'agit d'un moyen rentable d'affiner les échantillons de produits et de s'assurer qu'ils répondent aux normes de qualité et aux attentes des consommateurs avant de les lancer production de masse.
Sept types de prototypage rapide avec des échantillons de produits
Il existe de nombreux types de méthodes de prototypage rapide, tels que SLA, SLS, FDMetc. Je présente ici les 7 types les plus courants ainsi que leurs avantages et inconvénients en termes de vitesse, de résolution et d'état de surface. De plus, des exemples quotidiens de produits sont présentés à titre de référence.
1. Stéréolithographie (SLA)
Le SLA est un type de fabrication additive qui utilise un laser pour polymériser des résines liquides afin de créer un prototype physique. La SLA est connue pour sa capacité à produire des détails fins et des surfaces lisses. Cette technique est donc idéale pour les conceptions et les produits complexes. Par exemple, des figurines détaillées, bijoux sur mesure ou des accessoires de mode complexes, des modèles architecturaux, des dispositifs médicaux, etc.
Mais elle est limitée dans le choix des matériaux et peut être onéreuse en raison du coût des matériaux et de l'équipement.
2. Frittage sélectif par laser (SLS)
Comme l'ALS, ce type d'accord est également adapté à la création de pièces complexes et à la fabrication de pièces de rechange. prototypes fonctionnels avec une grande précision. Il est généralement utilisé pour produire des composants pour l'aérospatiale et l'automobile, des équipements industriels, des cadres de drones, des composants de bicyclettes avec des structures internes complexes.
En revanche, la SLS utilise un laser pour fusionner des matériaux en poudre, tels que des plastiques ou des métaux. La surface peut être rugueuse. Un post-traitement peut être nécessaire pour obtenir des résultats plus lisses.
3. Modélisation par dépôt en fusion (FDM)
La technologie FDM offre une grande variété d'options de matériaux. Elle est connue pour sa rapidité et sa rentabilité, en particulier pour l'impression de grandes pièces à faible résolution ou de pièces aux détails moins complexes. Par exemple, la fabrication de prototypes simples en plastique, tels que des étuis ou des supports de téléphone, des bouteilles ou des articles ménagers de base.
De plus, le coût du prototypage FDM est abordable. Un simple prototype d'accessoire en plastique coûte environ $50. Il convient à la réalisation de prototypes de concepts de produits et de prototypes fonctionnels, sans grande exigence en matière de précision et de finition de surface.
4. Traitement numérique de la lumière (DLP)
La DLP est similaire à la SLA. Tous deux fonctionnent sur le principe de la polymérisation de résines liquides en objets solides à l'aide de sources lumineuses. Ils présentent toutefois plusieurs différences essentielles :
- La résolution DLP est déterminée par la densité des pixels du projecteur. Cela signifie que la résolution est fixe et peut ne pas être aussi précise que la SLA.
- La vitesse de la DLP est généralement supérieure à celle de la SLA. En effet, la DLP peut polymériser une couche entière en une seule fois, alors que la SLA doit tracer la forme de chaque couche point par point.
- Les options de matériaux DLP sont plus limitées que celles de SLA en raison des exigences spécifiques de la source lumineuse.
En pratique, la technologie DLP est bien adaptée à la création de prototypes qui privilégient la vitesse et ont des exigences acceptables en matière de résolution. Par exemple, des bijoux ou des accessoires personnalisés pour lesquels la résolution du projecteur est suffisante.
5. PolyJet
Ce processus est similaire à la technologie d'impression à jet d'encre, mais pour des objets en 3D. PolyJet prend en charge une plus large gamme de matériaux, y compris divers photopolymères, des matériaux flexibles et même l'impression multi-matériaux. Cela permet de créer des pièces aux propriétés et aux couleurs variées en une seule impression.
Comme le SLA, le PolyJet est également connu pour sa haute résolution et sa précision. Il permet donc de produire des pièces aux surfaces lisses et aux détails fins, avec un minimum de lignes de couche.
Associée à l'impression multi-matériaux et multi-couleurs, la technologie PolyJet permet de créer des prototypes ou des modèles multi-matériaux qui imitent les produits finaux, ainsi que des moules ou des modèles à haute résolution pour les processus de moulage.
6. Jet de liant (BJ)
Cette technique permet d'imprimer en couleur, ce qui en fait un excellent choix pour créer des modèles colorés et détaillés, tels que des prototypes architecturaux ou de design. Le prototypage par jet de liant n'est pas aussi solide que le prototypage par SLS, mais le coût peut être relativement moins élevé.
Comparée à d'autres technologies d'impression 3D, la BJ est plus rapide. En outre, la BJ peut imprimer avec des poudres métalliques et céramiques, ce qui en fait un bon choix pour la production de composants fonctionnels en métal ou en céramique.
7. Fusion à jets multiples (MJF)
Cette technique utilise des matériaux thermoplastiques, généralement du nylon (PA12). Il est donc capable de produire des pièces solides et durables, telles que des composants fonctionnels pour l'automobile, l'aérospatiale ou les produits de consommation. Il est également capable d'imprimer plusieurs pièces simultanément et de garantir une bonne précision dimensionnelle.
Il convient de noter que la finition de la surface peut être quelque peu rugueuse par rapport au SLA. Un post-traitement est nécessaire pour obtenir une surface plus lisse.
Dans l'ensemble, le prototypage rapide en 3D est une solution populaire pour les conceptions personnalisées. En tant qu'acheteurs, vous pouvez utiliser pleinement cette méthode pour réaliser rapidement un prototype de produit, le tester et améliorer la conception de vos produits de manière rentable. Par rapport aux méthodes traditionnelles, vous pouvez commercialiser vos produits uniques plus rapidement et plus économiquement.
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Maximiser l'efficacité des produits personnalisés grâce au prototypage rapide en 3D
