Prototypage rapideLe prototypage rapide est une méthode de fabrication commandée par ordinateur, généralement par superposition, qui regroupe un ensemble d’outils, lesquels, agencés entre eux, permettent d’aboutir à des projets de représentation intermédiaire de la conception de produits : les modèles numériques (au sens géométrie du modèle), les maquettes, les prototypes et les préséries. Le prototypage rapide peut se définir comme « une gamme de nouvelles technologies pour produire en quelques heures des pièces avec précision directement à partir de modèles de Conception Assistée par Ordinateur, avec de petits besoins en intervention humaine »[1]. Le prototypage rapide peut désigner la fabrication additive (couramment appelée « impression 3D »), des méthodes soustractives (par exemple fraisage ou tournage) ou de thermoformage. Ces modèles contribuent à valider les différentes fonctions que doit remplir le produit (fonctions de signe, d’usage, d’échange et de productibilité). ConceptLe prototypage rapide intègre trois notions essentielles : le temps, le coût et la complexité des formes.
Moyens informatiquesIls prennent une place croissante dans le prototypage rapide. Ce sont :
Techniques d'obtention d'un prototypeFabrication additiveLa plus accessible des techniques de prototypage rapide est la fabrication additive. Elle comprend :
Cas du prototypage rapide par dépôt de fil - FDM (fused deposition Modeling)Cette technique consiste à faire fondre une résine (généralement un thermoplastique type ABS) à travers une buse chauffée à haute température. Un filament en fusion (de l'ordre du dixième de millimètre) en sort. Ce fil est déposé en ligne et vient se coller par fusion sur ce qui a été déposé au préalable. Ces machines sont destinées aussi bien au prototypage rapide qu'à la production numérique directe, un marché en développement. Le gros intérêt du FDM est de permettre de créer des pièces en bonne matière, disposant de caractéristiques mécaniques, thermiques et d'une stabilité identiques aux pièces thermoplastiques injectées. Cette technique a également un avantage important concernant la structure de support nécessaire à la production des pièces, puisque ce support de construction est dans la plupart des cas constitué dans une autre matière que le thermoplastique, matière qui, elle, est soluble. La densité des pièces est également réglable car cette technique par addition de matière autorise de ne remplir que partiellement les volumes en créant un réseau en nid d'abeille - un gain apprécié pour les temps de production et la légèreté des pièces réalisées. Le procédé a été breveté par Stratasys. Ce brevet ayant expiré en 2012, de nouveau acteurs se sont lancés dans la fabrication de machines FDM, tentant de séduire principalement les consommateurs individuels, avec des machines tels que le CUBEX de Cubify/3D System, ou le "REPLICATOR" de Makerbot/Stratasys. Ces machines sont habituellement vendues a un prix inférieur a 3 000 $ (2 500 €). Autres techniques d'obtention d'un prototype
Notes et références
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