Le prototypage rapide consiste à réaliser des pièces techniques à partir d’un fichier 3D réalisé par un concepteur CAO.
L’impression 3D est la base technologique du prototypage rapide.
On parle de prototypage rapide, car grâce à la fabrication additive, les délais sont beaucoup plus courts pour réaliser des prototypes.

Explication(s)

Pour rappel :
Il existe différentes technologies de fabrication additive, frittage laser, fusion laser … et différents matériaux, fil abs ou pla …
Mais le principe de base ne change pas, la fabrication additive consiste à créer une pièce, à partir d’un matériau, couche par couche.
L’imprimante 3D professionnelle reçoit des données (fichier STL) via un ordinateur ce qui permet de contrôler toute la phase de fabrication.

Traditionnellement, des technologies différentes comme l’injection permettaient de fabriquer des prototypes.
Mais cette technologie, demande, au préalable, de créer un moule dans lequel on injectera la matière pour réaliser le prototype.

Il existe aussi une technologie de fabrication rapide appelée coulée sous vide.
Avec cette technique, il faut un modèle, que l’on imprime généralement en stéréolithographie pour obtenir une pièce détaillée. Un moulage silicone est ensuite formé autour de cette pièce et une fois ce moule durci, la pièce est retirée. Il ne reste alors plus qu’à faire couler de la résine à l’intérieur du moule à l’aide d’une machine de coulée sous vide, faire cuire la résine, ouvrir le moule et enfin sortir la pièce finie.

Quels sont les objectifs ?

La faisabilité d’un produit d’un projet industriel est un enjeu majeur.
La fabrication additive, contrairement aux techniques d’usinage traditionnelles, permet de réaliser des pièces aux géométries complexes.
Ces pièces peuvent être optimisé à l’aide d’une méthode numérique appelée « optimisation topologique ».
Après analyse des résultats de calcul, la géométrie de la pièce est alors modifiée puis re-testée.
En général, cette optimisation consite à « supprimer » la matière pour optimiser leur design en fonction d’une ou plusieurs contrainte(s) fonctionnelle(s) (tenue mécanique, allègement…).

L’objectif principal de ce procédé est donc de tester des idées dans des temps très courts.
C’est la solution pour tester des prototypes fonctionnels, et imprimer des pièces en petites séries.

Quels sont les avantages du prototypage rapide ?

Les avantages du « rapid prototyping » sont nombreux avec une vraie valeur ajoutée.
En voici, quelques uns, liste non exhaustives :

  • Rapidité
    En effet, en terme de délais, l’impression 3D rend cette technique plus rapide que des procédés plus anciens, plus lourds à mettre en œuvre.
    Cet avantage est primordial car il permet de détecter, rapidement, d’éventuels problèmes de conception.
    Ces éventuels problèmes pourront être corrigés avec des coûts moindres, et donc de finaliser le développement d’un produit en vue de sa production future.
  • Coût
    Comme nous venons de le voir,  la technologie de fabrication additive permet de maitriser les coûts du prototypage rapide.
    Ce faible coût permet aussi tout au long de la phase de prototypage de tester des solutions alternatives, d’autres choix technologiques.
  • Risques limités
    Ces tests rendus possibles par cette technique permettent d’améliorer les caractéristiques mécaniques du modèle.
    En effet, des tests grandeur nature permettront de mieux éprouver et donc d’affiner les caractéristiques du produit.

Fini le recours aux outillages coûteux et aux moules. On voit bien, ici, que la fabrication additive permet donc d’obtenir des pièces rapidement, à moindre coût.
Ce qui permet de valider au plus vite les phases de développement d’un nouveau produit dans le cadre d’un projet d’industrialisation.

Prototypage rapide, prototype fonctionnel