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Prototypage - Impression 3D

Le prototypage rapide

Définition du prototypage

Le prototypage est un procédé qui permet de réaliser un modèle avec une apparence et/ou les qualités techniques d’un produit final.

Le prototype est une étape incontournable dans la réalisation d’un projet, il permet de valider ou non certaines étapes de la conception d’un produit.

Bien souvent le prototype “physique” intervient après la réalisation d’un prototype virtuel :  dessin 3D, modélisation, etc…

Ce prototype peut être fonctionnel ou non fonctionnel, ses fonctions seront les suivantes :

  • Permettre de sélectionner un ou plusieurs modèles.
  • Valider les dimensions ou encombrement d’une pièce.
  • Obtenir une première expérience utilisateur (visuel, toucher, aspect).
  • Valider rapidement des modifications ou des améliorations d’un produit.

De plus, la fabrication de prototype est un moyen efficace pour communiquer rapidement avec des partenaires ou des clients

Bien plus efficace qu’un dessin 3D sur un écran, c’est le meilleur moyen pour pouvoir percevoir les formes et les dimensions d’un objet.

La fabrication de prototypes peut être réalisée de plusieurs façon :

  • Découpage et collage de papiers et de cartons. 
  • Usinage CNC de pièces en bois ou métal
  • Impression 3D

Depuis ces dernières années, le développement de la technologie d’impression 3D a permis de faciliter l’accessibilité aux prototypages rapides. 

Quelques logiciels permettent de concevoir, modéliser et imprimer en 3D son prototype, le tout, en quelques heures et pour un coût très faible

Avec certaines technologies d’impression 3D, la fabrication de certaines pièces peut se faire sans post-traitement, ce qui améliore encore les temps de réalisation et de validation.

Le prototypage en impression 3D

Le prototypage étant une étape primordiale dans la conception d’un produit, il est impératif de prendre soin de vérifier avec attention certaines fonctionnalités.

L’impression 3D trouve donc tout son intérêt grâce à la rapidité et à la facilité de fabrication d’un objet.

Auparavant, les concepteurs de produit et les ingénieurs devaient créer des prototypes fonctionnels mais la fabrication de ces objets pouvait nécessiter les mêmes procédés de fabrication que la pièce finale, ce qui entraîne des coûts conséquents et des délais importants.

Aujourd’hui, non seulement il est possible de fabriquer un prototype avec un prix raisonnable mais les éventuelles corrections et ajustements peuvent se faire dans un délai très court.

Le prototypage rapide

Le prototypage rapide va permettre de passer en quelques jours voir quelques heures de l’étape de projet à l’étape de réalisation d’un produit.

Selon la technologie d’impression 3D choisie, on pourra même disposer d’un prototype fonctionnel avec la couleur, la texture ou bien le matériau souhaité. 

Parfois, le même prototype pourra être imprimé avec différents matériaux.

Autre avantage de la fabrication additive, la fabrication de pièces complexes qui ne peuvent être réalisées qu’à l’aide d’outillages complexes et coûteux dans les procédés de fabrication traditionnels par soustraction de matière.

prototypage rapide - impression 3D
Impression 3D d’une turbine

Les concepteurs de produits peuvent alors laisser leur imagination et leur créativité pour concevoir de nouveaux produits innovants.

Une imprimante 3D au bureau.

Les imprimantes 3D de bureau sont très pratiques et peuvent être installées dans presque tous les milieux de travail.

Ces machines peuvent même s’intégrer dans un bureau d’études sous réserve que les entreprises disposent des ressources nécessaires en interne pour entretenir, régler et réparer les machines. Dans ce cas, la validation de prototype peut se faire très rapidement.

Une autre solution est de s’adresser à un prestataire spécialiste de l’impression 3D.

Celui-ci disposera des connaissances nécessaires pour fabriquer le prototype avec le matériau adapté.

Un fichier envoyé par mail, le plus souvent au format « STL » suffit à établir un devis.

imprimante 3D bureau Pro3DTech
Form 3 – Bureaux Pro3DTech

Prototype fonctionnel ou non fonctionnel

Selon le projet et la phase de conception, le prototype demandé peut être fonctionnel ou non fonctionnel.

  • Prototype non fonctionnel : fabrication d’un produit pour valider une dimension, un aspect. Le choix du matériau a peu d’importance et le prototype est réalisé très rapidement.
  • Prototype fonctionnel : fabrication d’un produit pour valider des contraintes mécaniques, des frottements ou des contraintes thermiques. Le choix du matériau devient alors primordial pour assurer la résistance nécessaire et ainsi atteindre le fonctionnement désiré.

Validation du prototype et fabrication 

La phase de test validée, le projet va pouvoir poursuivre son parcours jusqu’à la phase de fabrication finale.

En fonction de la technologie de fabrication choisie, l’impression 3D peut être utilisée pour la fabrication des pièces finales jusqu’à la production de petites et moyennes séries.

Conclusion

Quelque soit la taille de votre établissement, l’impression 3D peut être un véritable atout dans certaines phases de vos projets.

Maintenant devenue accessible au plus grand monde, vous pouvez intégrer cette technologie dans votre organisation, ou alors, vous pouvez vous adressez à un prestataire spécialisé.

Par conséquent, cette méthode doit vous permettre d’améliorer le temps de réalisation et de validation des projets mais aussi de gagner en réactivité.

Pro3DTech travaille avec des partenaires variés dans différents domaines d’activités. Notre proximité géographique, nous permet de proposer et valider rapidement une solution avec le matériau adapté au projet.

Nous testons et validons de nouveaux matériaux utilisables avec l’impression 3D FDM (dépôt de filament).

Nous utilisons la technologie SLA pour fabriquer des prototypes fonctionnels de haute définition.

Vous souhaitez discuter de votre projet ?

Vous cherchez une alternative à votre processus actuel pour la fabrication de vos prototypes. N’hésitez pas à nous contacter.

2560 1707 Rem & Steph Pro3DTech

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    Matière classique

    Le PLA

    (ou Polylactic Acid )

    Ce polymère biodégradable est sans doute le plus populaire en impression 3D chez les particuliers car il est assez simple d’utilisation. L’impression se déroule sans difficulté (pas de problème d’adhérence, bonne liaison intercouches) et offre même la possibilité d’imprimer simplement de petits détails mais aussi des éléments en porte-à-faux grâce à un refroidissement rapide.

    Nous conseillons le PLA pour les personnes souhaitant débuter en impressions 3D mais aussi pour les projets de maquettage / prototypage ou les pièces décoratives.

    Avantages & limites

    • impact environnemental faible (grâce à sa composition)
    • sa facilité d’utilisation
    • peu de dégagement d’odeur à l’impression
    • grande variété de couleurs
    • excellents rendus visuels
    • post-traitement facile
    • sensible à la chaleur
    • peut casser car ne se déforme pas
    • peu de flexibilité

    Matière classique

    Le PETG

    (ou Polyéthylène téréphtalate)

    Matériau dérivé du PET que l’on retrouve dans de nombreux objets du quotidien (bouteilles plastiques, contenants alimentaires, cartes de crédit, emballages…). Le PETG est une matière assez proche de l’ABS sur le point de vue de la resistance. Il offre aussi un aspect brillant et une résistance à environ 80°.

    Nous vous conseillons le PETG pour les projets ayant besoin d’une certaine resistance à l’humidité ou une resistance mécanique.

    Avantages & limites

    • Résistance à la chaleur (80°)
    • Haute résistance aux produits chimiques
    • Résistance mécanique, à la traction et aux chocs
    • Personnalisable avec de la peinture acrylique
    • Transparence pour les PETG naturels
    • Bonne tenue de la colle
    • Matière recyclable
    • Limites de flexibilité
    • Meme si sont aspect est plutôt translucide, il n’offre pas de totale transparence

    Matière classique

    L’ABS

    (ou Acrylonitrile Butadiène Styrène) Un thermoplastique très résistant à base de produits pétroliers que l’on retrouve dans beaucoup de nos objets de la vie courante (de l’électroménager aux Lego).

    Nous vous conseillons l’ABS pour l’impression de pièces fonctionnelles, prototypes fonctionnels ou pièces avec des contraintes mécaniques.

    Avantages & limites

    • solide et résistant aux chocs et à la chaleur
    • ne se dégrade pas dans le temps
    • facile à post-traiter
    • rétractation du matériau
    • nécessite une impression dans une enceinte fermée

     

    Matière technique

    Les PA6 et PA6.6

    Ces thermoplastiques sont très utilisés dans le médical, l’industrie ou l’alimentaire et offrent de nombreuses possibilités.

    Nous conseillons l’utilisation du PA6 / PA6.6 pour des pièces ayant besoin d’une grande résistance aux frictions et actions mécaniques ainsi qu’une resistance à a chaleur et aux produits chimiques.

    Avantages & limites

    • Grande résistance aux chocs
    • Compatible avec l’utilisation de produits chimiques
    • Resistance aux températures élevées
    • Bonne solidité et stabilité
    • Matériaux sujet aux warpings
    • Reprise d’humidité importante
    • Ne permet pas des impressions détaillées à cause d’une cristallisation lente de la matière

    Matière technique

    Le PC

    (ou Filament Polycarbonate) Le Polycarbonate est un thermoplastique aujourd’hui très largement utilisé dans l’industrie pour sa grande resistance mécanique ainsi que pour sa transparence. Le PC est probablement le matériau le plus resistant que l’impression 3D est capable de produire.

    Nous conseillons l’utilisation du PC pour l’impression de pièces ayant besoin d’une grande resistance globale ou pour des pièces dédiées à l’industrie ou l’automobile

    Avantages & limites

    • Très grande résistance globale
    • Très haute résistance à la chaleur
    • Très haute résistance à la traction
    • Possibilité de stériliser les pièces imprimées en PC
    • Facile à poncer en post-traitement
    • pas de réelle contrainte
    • prix élevé du matériau

    Matière technique

    Le PP

    (Polypropylène) Le PP est particulièrement utilisé dans l’industrie car ce polymère thermoplastique a une grande capacité à absorber les chocs et à resister à l’usure (par exemple charnière. De plus, cette matière est semi-flexible tout en restant résistante aux contraintes mécaniques. L’autre avantage du PP est sa faible densité permettant de réduire le poids de certains composants.

    Nous conseillons le polypropylène pour les pièces ayant besoin à la fois d’une resistance globale et d’une certaine flexibilité.

    Avantages & limites

    • Compatible avec le contact de produits alimentaires
    • Indéchirable
    • Léger
    • Résistant à l’eau
    • Compatible avec l’utilisation de produits chimiques (acides et alcalins)
    • Grande résistance aux frottements
    • Très bon isolant électrique
    • Nécessite une surface d’accrochage adaptée
    • Ne permet pas des impressions détaillées à cause d’une cristallisation lente de la matière
    • Réservé aux petites pièces

    Matière technique

    Le TPE/ TPE-U

    (ou Polyuréthanes thermoplastiques) Le TPE (et TPU) est un filament allant de flexible à semi-flexible. Sa souplesse lui permet de résister à une certaine élongation. Ce thermoplastique offre beaucoup de possibilités et d’avantages mécaniques grâce à flexibilité et sa capacité à encaisser les chocs

    Nous conseillons le TPU pour les pièces soumises à des actions mécaniques, des chocs…, les pièces de protection (coques de téléphone, drone…) ou pour remplacer des pièces initialement produites en caoutchouc.

    Avantages & limites

    • Résistance à l’abrasion
    • Résistance aux chocs
    • Résistance aux graisses et matières huileuses
    • Bonne liaison inter-couches
    • Complexe à post-traiter
    • Reprise d’humidité de la matière
    • Difficile à coller
    • Filament techniques sensible aux variations thermiques à l’impression
    • Nécessite des réglages spécifiques pour éviter le phénomène de rétractation du filament

    Matière technique

    Le TPC

    (ThermoPlastic Co-polyester)

    TPC est un thermoplastique recommandé pour un usage industriel avec des contraintes de résistance électrique.
    Ce filament dispose également d’une grande capacité de flexibilité et élasticité (allongement jusqu’à 400%) 

    Nous conseillons le TPC pour … [à compléter par les pros]

    Sa composition : [à compléter par les pros]

    Avantages & limites

    • Résistance chimique 
    • Résistance aux impacts
    • Flexible et élastique (allongement jusqu’à 400%)
    • Protège des décharges électriques
    • Dureté shore : 91A
    • Filament très technique donc plus onéreux 

    Matière classique chargée

    Le PETG chargé carbone

    Ce PETG chargé carbone est utilisé dans l’industrie, l’ingénierie et meme le paramédical. Grâce à sa légèreté et sa solidité, ce matériau est par exemple utilisé pour réalisé des prothèses ou des pièces d’assemblage pour fauteuils roulants.

    Nous conseillons l’utilisation de PETG Carbone pour l’impression de pièces structurelles ou nécessitant une grande robustesse tout en restant légères.

    Avantages & limites

    • Légèreté
    • Grande résistance
    • Bon aspect esthétique
    • Post-traitement très bien supporté (ponçage)
    • Filament abrasif

    Matière classique chargée

    Le PLA chargé bois

    Ce polymère est composé d’environ 40% de fibre de bois donnant un rendu proche de celui du bois par son toucher, son aspect et voire meme son odeur.

    Nous conseillons ce PLA chargé bois pour la réalisation de pièces de décoration ou des maquettes réalistes.

    Sa composition : amidon de maïs et fibre de bois

    Avantages & limites

    • Meme propriété que le PLA
    • Différentes teintes de bois disponibles
    • Bel aspect esthétique et original
    • Filament abrasif
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