Le prototypage 3D est aujourd’hui un outil indispensable dans les secteurs industriels. L’automobile, l’aéronautique ou encore la défense l’utilisent fréquemment dans leurs processus de production.
Fonctionnant sur le principe de la fabrication additive, il répond aux applications les plus complexes, jusque-là impossibles avec les méthodes traditionnelles.
Il permet de réduire les coûts et d’améliorer la production. Pour les industries, cette technologie constitue aussi un support concret de prises de décisions, car elle permet de se rendre compte de la qualité perçue, mais également de la faisabilité et de la fiabilité techniques d’un projet.
Pourquoi opter pour un prototypage 3D au lieu de l’injection ?
Auparavant, les prototypes industriels étaient conçus par injection. Pour matérialiser le prototype, il fallait alors créer préalablement un moule afin d’injecter la matière. Une réalisation coûteuse, qu’il fallait amortir sur de grandes séries. Ainsi, seuls les projets disposant de fonds importants pouvaient avoir recours à cette technique, qui prend aussi plus de temps, notamment lorsqu’il s’agit de réaliser des modifications sur un modèle.
L’impression 3D ou la fabrication additive permet, quant à elle, de réaliser des projets jusque-là impensables avec les prototypages traditionnels. Son principal avantage est de réduire considérablement les coûts et les délais de production. Elle permet également de fabriquer des pièces beaucoup plus complexes (évidage, trous, formes atypiques), sans besoin d’utiliser de moules ni de matrices. L’imprimante 3D ne prend pas plus de temps pour réaliser des objets complexes. Elle dépose la matière couche par couche pour obtenir le prototype final et matérialiser le modèle voulu. Il est d’ailleurs plus rentable d’imprimer en 3D des pièces relativement petites.
Différents facteurs peuvent influencer le prix de la production, lorsqu’on parle de prototypage :
- Le nombre à produire
- Le volume de l’objet
- Et la complexité du design du modèle
Dans les secteurs industriels, il est alors plus pertinent de choisir l’impression 3D comme moyen de production. Il suffit de contacter une entreprise spécialisée pour obtenir un devis de prototypage industriel 3D, selon vos besoins.
A quoi sert le prototypage 3D ?
L’utilisation de prototypes répond à de nombreux besoins. Elle sert notamment à :
- Evaluer le produit dans une forme tridimensionnelle : la possibilité de prendre l’objet en main permet de se rendre compte de sa qualité et de l’améliorer si nécessaire, au niveau de la forme, des couleurs et des matières.
- Valider la conception : l’impression 3D permet de mieux détecter les possibles défauts de chaque produit et d’apporter les modifications nécessaires pour garantir un objet totalement fiable lors de sa conception.
- Réaliser des prototypes de présentation : votre projet aura l’air plus pertinent grâce à un prototype détaillé et fonctionnel. Vous aurez davantage de chances de convaincre les plus sceptiques parmi votre audience.
- Présenter votre produit à des clients, prospects et différents collaborateurs, dans le cadre d’un investissement industriel.
Les techniques de prototypage 3D
Comme on l’a évoqué plus tôt, le prototypage 3D permet un gain de temps et de coûts importants comparés aux techniques de prototypage traditionnelles. La stéréolithographie fait partie de l’une des premières techniques de prototypage rapide par addition de matière. Mais au fil du temps, les procédés se sont diversifiés. De nos jours, lorsqu’on parle de prototypage 3D, on fait référence à différentes techniques d’impression, à savoir :
- La stéréolithographie (SLA)
Le format STL obtenu à partir du modèle du fichier 3D est découpé en tranches fines 2D. Ce sont ces dernières, par l’ajout successif de couches, qui vont constituer l’objet final. Même si la stéréolithographie est l’une des premières techniques d’impression 3D, ses performances ne sont pas optimales.
- Frittage Sélectif Laser (SLS)
Ce procédé utilise de la poudre de différents composants comme matériau. La poudre est déposée en fines couches qui sont fusionnées grâce à un faisceau laser. Pour terminer, l’objet est fritté pour obtenir une pièce fonctionnelle.
- Impression par dépôt de fil (FDM)
Pour cette technique, c’est un filament en plastique qui est utilisé. Celui-ci est chauffé et fondu. En refroidissant, le filament se solidifie et vient se coller à la couche précédente pour obtenir petit à petit l’objet final. L’impression par dépôt de fil offre des coûts plus abordables que la technique précédente, malgré de moindres performances. Elle peut alors être utilisée directement chez un particulier ou dans une petite entreprise.
- Laminage par dépôt sélectif (SDL)
Cette technique permet d’obtenir un produit à l’aspect du bois. Elle permet aussi d’obtenir une dimension importante de la pièce finale. C’est un laser qui est utilisé pour découper une forme dans une feuille de papier. Puis une nouvelle couche de papier est ajoutée et découpée.
- Projection de Liant (Binder Jetting)
La technique par projection de liant est particulièrement adaptée pour réaliser des pièces bien détaillées et multicolores. C’est également de la poudre qui est utilisée, mais dans ce cas, c’est un liquide liant spécial et qui contient de la couleur qu’on utilise pour créer et lier les couches teintées.
https://youtu.be/FVbZfCpYKn4
- Triple injection (Polyjet)
Particulièrement innovant, ce procédé permet d’imprimer en 3D jusqu’à 3 matériaux différents, ce qui permet par la même occasion de mélanger différentes couleurs.
- Photopolymérisation (DLP)
Ici, c’est un projecteur homonyme qui est utilisé pour fixer les photopolymères. Ressemblant quasi-totalement à la technique de la stéréolithographie, cette technique se différencie par l’utilisation d’une ampoule au lieu d’un rayon laser. Les surfaces obtenues sont alors plus lisses. Cette technique est également plus rapide et moins chère.
- Fusion par faisceau d’électrons (EBM)
On utilise un faisceau d’électrons pour faire fondre couche par couche la poudre de métal. L’objet obtenu sera tout aussi solide que ceux réalisés en fonderie.
Les secteurs d’utilisation du prototypage 3D sont nombreux. On peut par exemple citer le secteur de l’automobile, l’aéronautique, ou encore la construction. Mais son utilisation s’est aussi élargie au secteur médical, commercial, voire même à l’éducation. Il permet de lancer des projets en petite série et de retravailler un produit autant de fois qu’il le faut, sans que cela n’ait d’impacts sur les coûts. Vous avez d’ailleurs la possibilité de choisir entre différents matériaux pour être sûr que ces derniers correspondent au mieux au rendu final souhaité. Il n’y a donc plus à hésiter !