Prototypage rapide en ligne
Le prototypage rapide représente cet ensemble de techniques additive manufacturing (alias impression 3D), qui permettent de créer des pièces prototypes en peu de temps et à faible coût. Un service d'impression 3D en ligne représente un grand avantage pour quiconque a besoin d'effectuer des tests sur un produit réalisé à l'aide d'un logiciel de CAO, avant de lancer une production de masse. Il suffira de télécharger le fichier STL généré à partir du modèle 3D en ligne (n'importe quel logiciel de conception CAO est capable d'exporter le fichier en format STL), pour avoir très rapidement des indications sur les coûts, les délais et d'éventuels conseils et/ou astuces pour créer au mieux le produit en question (toutes les éventuelles géométries doivent être modifiées pour avoir de meilleurs résultats en termes de qualité de surface et de structure).
Il est possible d'utiliser des usinages mécaniques traditionnels (CNC) pour réaliser rapidement des prototypes à tester mais uniquement s'ils sont géométriquement simples (ou si l'impression 3D est peu performante ou trop coûteuse). Cela est également dû au fait que les machines CNC ont des temps de réglage et de configuration plus longs et une phase de prétraitement plus complexe.
Qu'est-ce que le prototypage rapide?
Historiquement, il y a toujours existé une difficulté de créer des prototypes fonctionnels et performants (de manière comparable au produit fini) dans des délais courts et à moindre coût. Il était souvent nécessaire de s'appuyer sur les mêmes processus par lesquels la pièce finie serait ensuite fabriquée, devant souvent utiliser des équipements coûteux (par exemple des moules) ou des procédures très longues. L'alternative était de fabriquer quelque chose de très éloigné du produit fini et donc de diminuer fortement la fiabilité des tests effectués.
Grâce à l'avènement de l'impression 3D, il est aujourd'hui possible de créer des prototypes à l'échelle ou grandeur nature de manière économique et en peu de temps. Ces prototypes peuvent dans certains cas avoir des performances comparables au produit fini (selon le matériau et la technologie utilisés).
Il est ainsi possible de travailler par itérations, c'est-à-dire en réalisant un prototype et en vérifiant sa fonctionnalité ; sur la base de l'analyse de la pièce créée, après avoir effectué les évaluations nécessaires, des modifications sont apportées au modèle 3D et l'impression d'un nouveau prototype est lancée. L'autre avantage de cette technologie réside dans le fait de pouvoir réaliser
la production ‘dans l'ombre’: le jour on travaille sur la conception de la pièce tandis que la nuit on laisse travailler la machine qui réalise le prototype. Tout cela réduit les temps de manière exponentielle et aucun équipement supplémentaire n'est requis.
Alternativement, comme indiqué précédemment, il est possible d'utiliser des machines à commande numérique pour créer des pièces géométriquement simples par usinage traditionnel, lorsqu'il existe un réel avantage par rapport à la fabrication additive.
Le processus de prototypage rapide grâce à l'utilisation de l'impression 3D peut donc se résumer en 5 phases:
1. Création du modèle CAO du produit à fabriquer;
2. Export du modèle STL (nuage de points) et préparation du fichier pour l'impression à l'aide d'un logiciel de découpage (slicing);
3. Envoi du fichier à l'imprimante et démarrage de la production du prototype;
4. Analyse du prototype, tests et mesures nécessaires;
5. Itération des quatre premières phases pour arriver à la solution souhaitée.
Bénéfices du prototypage rapide en ligne
Comme vu précédemment, le prototypage rapide garantit la possibilité de travailler avec des pièces très proches (et dans certains cas exactement comparables) du produit fini.
Les avantages d'un service en ligne de ce type sont multiples:
- Il n'est pas nécessaire d'investir dans des machines (imprimante 3D) qui, selon la taille, les matériaux élaborés et les performances, peuvent avoir des coûts très importants;
- Les délais d’élaboration du dossier STL sont extrêmement courts, les informations sur les délais et les coûts sont obtenues immédiatement;
- Étant donné la possibilité d'insérer la pièce avec d'autres pièces en une seule session d'impression, les coûts sont considérablement réduits;
- Une fois les tests nécessaires effectués, il sera possible de réaliser de nouveaux prototypes améliorés avec des temps très réduits.