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Impression 3D et fabrication de prototypes

Impression 3D Poulpe

L’impression 3D donne aux ingénieurs, chefs de projets, designers, set designers, responsables merchandising et aux entreprises fabriquant des produits la possibilité de prototyper leurs projets, tout en offrant des avantages substantiels par rapport aux processus de prototypage conventionnels.

La création d’un prototype peut être un processus coûteux et lent. Heureusement, certaines techniques sont disponibles pour vous aider à améliorer votre processus de développement de produits, vous permettant de réaliser des prototypes de haute qualité à moindre coût. L’utilisation d’une imprimante 3D est la solution parfaite pour développer vos prototypes.

Dans cet article, nous allons plonger dans l’univers de l’impression 3D et l’intérêt de cette technologie pour la concrétisation de vos projets de prototypage les plus ambitieux.

Qu’est-ce qu’un prototype d’impression 3D ?

Un prototype imprimé en 3D est une représentation physique d’une idée – un échantillon ou une simulation – permettant aux ingénieurs de démontrer et de tester l’intention derrière une conception avant d’investir du temps et de l’argent dans la production. Le prototypage 3D est beaucoup plus rentable car il offre la possibilité de déceler tout problème de conception tôt dans le processus de développement du produit et de recueillir de précieux commentaires avant la production.

En effet, lors de la conception d’un produit physique, le prototypage 3D vous permet d’essayer différents matériaux, tailles, formes, couleurs, etc., pour tester leur impact sur la forme, l’ajustement et la fonction. Vous pouvez, ensuite, utiliser les enseignements tirés de ces expériences pour améliorer le produit final.

L’impression 3D ou fabrication additive est une méthode de production dans laquelle le matériau est appliqué en couches jusqu’à ce que la forme souhaitée soit formée. Elle est utile pour le prototypage rapide car elle permet au concepteur d’apporter des modifications rapides sans avoir à créer de nouveaux moules coûteux. Les technologies d’impression 3D populaires incluent le frittage sélectif par laser (SLS), la modélisation par dépôt de fil fondu (FDM) et  la stéréolithographie (SLA). 

L’impression 3D est directement liée au prototypage rapide en raison de l’immédiateté offerte par ce mode de fabrication et des diverses possibilités qu’il offre selon la technologie utilisée et les matériaux utilisés, ce qui en fait un mode de fabrication largement utilisé pour le prototypage nouvelle génération.

Ne pas confondre « prototypage rapide » et « impression 3D »

Parfois, les termes “prototypage rapide” et “impression 3D” sont utilisés de manière interchangeable, ce qui est incorrect. 

Le prototypage rapide est le terme général utilisé pour le processus de création rapide de prototypes et de modèles. Ce type de prototypage peut être réalisé de différentes manières et faire appel à plusieurs procédés.

Le prototypage rapide est une technique, tandis que l’impression 3D (développée dans les années 1980) fait partie des procédés utilisables pour cette technique. 

Pour être plus précis : Il faut dire que l’impression 3D est l’une des formes les plus populaires de prototypage rapide.

Les technologies et les matériaux de l’impression 3D

Pour la fabrication de prototypes par impression 3D, il faut opter pour la technologie la plus adaptée à chaque besoin. Chez Atelier Pras, nous avons travaillons depuis pres d’une dizaine d’années avec la technologie de photopolymérisation sélective des résines ( SLA ) ou la stéréolithographie. C’est l’une des technologies les plus anciennes et fondatrice du procédé d’impression 3D. Cette méthode entre dans la catégorie des matériaux d’impression 3D dit liquides. Une pièce est formée en SLA par le durcissement sélectif d’une résine photopolymère liquide couche par couche en utilisant différentes sources lumineuses (faisceau laser, panneaux LED, LCD…).

Ourtre la technologie SLA maitrisée par Atelier Pras, les technologies d’impression 3D normalisées les plus répandues sont :

Le dépôt de matériau fondu ( FDM ), le frittage laser sélectif ( SLS ), la projection de liant ou Binder Jetting 

Secteurs d’applications du prototypage 3D

Le prototypage 3D en stérélolithographie chez ATELIER PRAS à Paris est parfaitement adapté pour la réalisation de pièces de petites dimensions et en nombre limité. L’industrie de la fabrication sur mesure tire un grand bénéfice de ce procédé car elle peut aisément reproduire des micro détails, beaucoup plus coûteux à produire avec le prototypage conventionnel.

Aussi, le prototypage 3D a l’intérêt d’être rapide et abordable en termes de coût. On peut donc lancer, dans des délais assez brefs, de petites séries d’objets ou, dans la même logique, répéter de nombreuses impressions d’un même modèle pour corriger la conception, sans craindre que le procédé ne fasse exploser les coûts.

C’est une des principales raisons pour lesquelles le prototypage 3D est très sollicité dans presque tous les domaines : l’architecture, l’aéronautique, l’automobile, le retail, le sport, la santé, l’alimentaire, la mode, la joaillerie, l’horlogerie, la décoration… Peu importe les matériaux, le procédé reste compétitif et fournit une finition remarquable lorsqu’elle est traitée ensuite par les maquettistes de l’atelier. Il suffit de transmettre le fichier 3D à ATELIER PRAS (fichier 3D en .stp et surfacique) et nous vous donnerons une estimation fiable du coût de l’impression.

Avantages de l’impression 3D pour vos prototypes

L’utilisation d’une imprimante 3D est l’une des méthodes de prototypage les plus courantes aujourd’hui, simplement en raison de ses avantages majeurs.

1- La rapidité

Avec l’impression 3D, vous pouvez faire autant d’itérations que nécessaire. De plus, le processus lui-même est relativement  rapide. Une imprimante 3D peut créer avec précision votre prochaine itération à partir d’un fichier de conception légèrement modifié beaucoup plus rapidement (dans un délai plus court) que n’importe quel processus de prototypage traditionnel basé sur des outils ou du modelage manuel. Au lieu d’usiner un moule et d’attendre tout le processus de moulage, la fabrication additive s’affranchit de ces étapes. Cette technique de fabrication est parfaite pour le prototypage rapide et permet d’accélérer le cycle de conception et améliorer intrinsèquement le délai de mise sur le marché de nouveaux produits.

2- La souplesse

La possibilité d’apporter des modifications et d’itérer sur une conception personnalisée est un autre domaine dans lequel l’impression 3D excelle. Pour imprimer un prototype en 3D, il faut d’abord créer un modèle numérique 3D de celui-ci. Chez ATELIER PRAS, nous sommes rompus à cet exercice et travaillons sur les logiciels Rhino, Solidworks afin de produire les pièces nécessaires à vos projets.  Les modèles 3D peuvent être modifiés, reproduits et partagés comme vous le souhaitez. Si une série d’expériences échoue, on peut simplement charger une version précédente et essayer autre chose.

3- La précision 

Plus précise, l’impression 3D est capable de retranscrire un design au micron près. Elle offre de nouvelles opportunités d’amélioration des produits en éliminant les restrictions du prototypage conventionnel, où des tolérances rigoureuses sont requises. 

Les ingénieurs peuvent générer des modèles incorporant des formes et des surfaces complexes qui seraient problématiques ou impossibles à reproduire avec un prototypage conventionnel. Un modèle précis est rapidement disponible pour tester la forme, les fonctionnalités, les performances et la convivialité.

4- Des économies de coûts

Les coûts varient considérablement en fonction des exigences des pièces et du matériau utilisé. 

La création d’une pièce avec des propriétés similaires à des formes issues de la fabrication traditionnelle telles que le moulage par injection sera presque toujours plus coûteuse par pièce pour les petits lots ou les prototypes uniques.

Le prototypage 3D réduit le coût de développement d’un prototype, puisqu’il n’est pas nécessaire de développer des outils spéciaux pour chaque nouvelle pièce. Le prototypage 3D utilise la même imprimante CAO et 3D chaque fois qu’un prototype est nécessaire.

Comment imprimer des prototypes en 3D ?

Vous cherchez à utiliser l’impression 3D pour développer vos prototypes, mais vous ne savez pas comment ? 

Faire appel à ATELIER PRAS vous donne accès à des technologies et des matériaux de pointe. Nous vous permettons de bénéficier également d’un savoir-faire unique et des conseils d’experts émérites. Nous vous vous accompagnerons pour implémenter l’impression 3D dans votre stratégie et répondrons à toutes vos questions.

Il est important pour nous d’’aider nos clients à améliorer leurs processus de prototypage pour aboutir à un résultat optimal et réaliste permettant de valider vos prototypes ou vos projets complets. Des maquettes pour l’architecture, PLV haut de gamme, objets d’art, flacons, vitrines jusqu’aux prototypes pour les pièces mécaniques ou moteurs à échelle 1, nous avons une solution d’impression 3D pour ces projets, avec un fort potentiel de personnalisation.

Pourquoi choisir ATELIER PRAS pour réaliser vos prototypes ?

Riche de plus de 40 années d’expérience, ATELIER PRAS a su réunir et fédérer une équipe de professionnels qualifiés capables d’exécuter tout type de prototypage.

Maîtrisant un large panel de compétences (modelage traditionnel et numérique, plasturgie, ébénisterie, flaconnage, serrurerie fine, packaging et façonnage, recherche couleur, lumière, animation…), votre maquettiste français de référence réalise vos prototypes avec un haut niveau d’exigence.

Notre expertise avérée dans le prototypage, à toutes les échelles et dans différentes matières, vous permet de disposer, dans les meilleurs délais, de prototypes conformes aux plans. 

ATELIER PRAS dispose, en outre, d’un parc de machines sans égal, équipé des toutes dernières technologies SLA.

Rompu à la pratique de diverses techniques, de l’impression 3D jusqu’à la résine de coulée sous vide et au chromage, en passant par la tabletterie, l’ébénisterie, l’usinage numérique et la découpe laser, nous pouvons répondre à vos besoins spécifiques au cours des multiples étapes du prototypage.

Notre savoir-faire, en matière de prototypes et maquettes de démonstration, vous garantit une grande fidélité aux plans et vous permet de réaliser vos essais et  démonstrations en toute sérénité. 

De la toute petite échelle à la taille réelle, considérez que ATELIER PRAS est à même de vous proposer une solution sur mesure à votre projet.