Il existe actuellement plusieurs technologies de prototypage rapide utilisées par les fabricants. Peut-être, en tant que fabricant, essayez-vous de déterminer quelle technique de prototypage rapide serait la plus adaptée à votre entreprise et à votre produit. Ici, nous énumérerons les techniques les plus populaires et le processus que chacune utilise. Nous inclurons également les avantages et inconvénients de chaque technique.
Les 4 principaux types de prototypage rapide sont la stéréolithographie (SLA), la fusion sélective par laser (SLS) ou la fusion laser sélective (SLM), et la modélisation par dépôt fondu (FDM). Chaque type a son propre processus et ses avantages.
Le processus de base
Le processus de base des techniques de prototypage rapide consiste à utiliser un modèle de fichier CAO qui est divisé par un logiciel en une pile de fines couches. Avec ces données, une imprimante 3D ajoute le matériau choisi pour recréer le produit original. Ce processus est un processus additif, contrairement aux processus soustractifs traditionnels d’usinage. Chaque type de technologie de prototypage rapide utilise une version de ce processus de base. Ce type de prototypage produit des pièces de manière plus rentable, sans besoin d’outillage spécial, et avec une gamme de conception plus étendue que les méthodes traditionnelles de prototypage.
Le processus de base des techniques de prototypage rapide
Stéréolithographie
La plupart des techniques de prototypage 3D ont débuté dans les années 80 lorsque Hideo Koyama a créé le processus combinant une lumière UV avec un polymère photo-réactif pour créer un objet solide. Koyama a négligé de breveter le processus, donc un homme nommé Charles Hull a créé un format de fichier pour la stéréolithographie et a breveté le procédé. M. Hull a également inventé les termes prototypage rapide et impression 3D.
La stéréolithographie, ou SLA, est une forme bien connue d’impression 3D. La SLA nécessite un logiciel CAO 3D pour créer la géométrie de l’objet et les supports nécessaires pour ajouter de la structure à l’objet (Star). La SLA peut produire des détails extrêmes et une surface finie (Protosys). Un autre avantage majeur de l’impression SLA est que les pièces peuvent être créées rapidement, parfois en moins d’une journée. Les inconvénients de l’impression SLA sont que la taille de l’objet est souvent limitée et que le processus peut être coûteux. L’impression SLA est principalement populaire pour tester certains aspects d’un nouveau design avant la fabrication en masse.
Fusion Laser Sélective
La fusion laser sélective, ou SLS, a été développée dans le cadre d’un programme gouvernemental au milieu des années 80. La frittation est un processus où la poudre/plastique ou métal granulé est joint à l’aide de pression et/ou de chaleur. Ce processus crée un objet solide et robuste qui peut être fabriqué. La SLS ne nécessite pas de supports comme la SLA. C’est un avantage majeur de la SLS, car le concepteur n’est pas limité par certaines exigences de conception. Un autre avantage est qu’il n’est pas nécessaire de fabriquer des outils ou des matrices spéciaux pour produire les pièces, ce qui aide à équilibrer le coût de production avec la SLS. Avec un fichier CAO et la SLS, une pièce peut être produite en une journée, ce qui fait de cette technique de prototypage rapide une solution idéale pour produire des prototypes viables, des pièces avec des designs complexes et des pièces uniques.
Fusion Laser Sélective
Modélisation par Dépôt Foncé
Comme pour les méthodes précédentes de prototypage, la modélisation par dépôt fondu, ou FDM, a été développée dans les années 80. Cette méthode est celle avec laquelle la plupart des gens sont familiers. Cette technique utilise une bobine de plastique ou de métal qui est distribuée par une buse selon un motif en couches pour produire un objet. Ce type d’impression 3D facilite le processus et le rend moins coûteux, avec des machines plus petites et différents types de matériaux d’impression. Bien que la buse puisse limiter les détails de conception, la possibilité d’utiliser plus d’un type de matériau d’impression ajoute de la polyvalence aux capacités de conception. Bien que la production en grande quantité avec ce procédé ne soit pas encore courante, cette technique de prototypage rapide est efficace pour produire rapidement de petites quantités de pièces à un coût avantageux.
Modélisation par Dépôt Foncé
Fusion Laser de Fusion
La fusion laser de fusion, ou SLM, utilise un dessin CAO pour créer un objet avec des couches 2D de métal imprimées, en utilisant à la fois la frittation et la soudure pour créer une pièce complètement dense. C’est une technique de prototypage rapide populaire car elle permet de réaliser rapidement des designs complexes et des aspects internes qui réduisent le poids et augmentent la résistance. Cette technique de prototypage rapide est couramment utilisée dans les industries automobile, médicale et aérospatiale.
Fusion Laser de Fusion
Quelle technique est faite pour vous ?
Choisir la bonne technique de prototypage rapide populaire dépend du type de composant ou d’objet que vous avez conçu. Quelle technique conviendra le mieux au matériau, à la taille, à la complexité, au délai et au design de votre produit ? Il est important de comprendre les avantages et inconvénients de chaque technique pour déterminer laquelle choisir.
Par exemple, la SLA offre précision, détails et une présence dans l’industrie. Cependant, elle est limitée en matériaux disponibles, nécessite des supports, et doit être durcie après la production. La SLS, quant à elle, ne nécessite pas de post-durcissement, a besoin de moins de structures de support, et offre une gamme plus large de matériaux. Elle nécessite toutefois un certain finissage et changer de matériaux peut être difficile comparé à d’autres techniques de prototypage rapide. La FDM ne nécessite pas de durcissement, offre une variété de matériaux, et un changement plus facile, mais perd certains avantages en termes de vitesse pour les pièces plus grandes, de détails fins, et nécessite parfois des supports selon les matériaux.
Choisir l’une des techniques de prototypage rapide les plus populaires devient facile lorsque vous apprenez le processus, les avantages et inconvénients de chaque technique, et que vous les comparez aux exigences de votre conception de prototype. Le budget, la conception, les matériaux, la taille et les contraintes de temps de votre produit sont les plans pour déterminer quelle technique de prototypage rapide est la meilleure pour vous.
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