Quels sont les services de prototypage rapide les plus utilisés ?
Le prototypage rapide désigne les technologies qui permettent de créer rapidement des prototypes physiques à partir de données numériques. Le prototypage rapide peut réduire les coûts de développement et le délai de commercialisation des nouveaux produits en permettant des itérations de conception plus rapides. Il existe plusieurs services de prototypage rapide largement utilisés aujourd'hui.
Impression 3D
L'une des techniques de prototypage rapide les plus populaires est le service d'impression 3D. L'impression 3D construit des couches successives de matériau, généralement des plastiques ou des résines, pour créer un objet tridimensionnel à partir d'un modèle numérique. Divers procédés d'impression 3D existent, mais la modélisation par dépôt de fil fondu (FDM) et la stéréolithographie (SLA) sont les plus courants.
Les imprimantes FDM fonctionnent en chauffant et en extrudant un filament thermoplastique en couches basées sur un modèle CAO. Le FDM offre des vitesses d'impression raisonnablement rapides, des modèles de bureau abordables d'entreprises comme MakerBot et Ultimaker, et un choix de matériaux, notamment ABS, PLA, PETG et des filaments flexibles. La résolution est limitée par la taille de la buse, la hauteur de couche et les pas des axes x/y, avec des valeurs typiques de 0,1 mm à 0,3 mm.
La SLA utilise un laser ultraviolet pour polymériser sélectivement de la résine liquide couche par couche jusqu'à ce que l'objet soit complet. Les modèles de Formlabs et d'autres offrent une résolution plus élevée que le FDM, jusqu'à 0,025 mm ou moins. Les résines SLA peuvent imiter les propriétés du plastique, du caoutchouc ou de la céramique. Cependant, la vitesse d'impression pourrait être plus rapide, et les matériaux sont plus limités que le FDM.
Des services d'impression 3D comme Sculpteo, Shapeways et Protolabs proposent la commande en ligne d'impressions 3D directement à partir de fichiers CAO. Les délais varient de quelques jours à quelques semaines, selon les matériaux et les finitions. Pour le prototypage, les impressions SLA et SLS en nylon offrent une bonne finition de surface. Des options métalliques comme le DMLS sont également disponibles.
Usinage CNC
Le service de prototypage par usinage CNC est un procédé soustractif utilisant des outils électriques comme des fraiseuses et des tours pour découper des blocs de matériau en formes spécifiées par des modèles CAO. L'usinage CNC est apprécié pour les tests fonctionnels car les prototypes peuvent être fabriqués à partir de métaux destinés à la production. Les tolérances typiques vont de 0,005" à 0,020" (0,13 mm - 0,5 mm).
En une à deux semaines, les services en ligne de Fictiv, Protolabs et Xometry fournissent des pièces usinées CNC en métaux comme l'aluminium et l'acier. Des délais d'exécution accélérés plus coûteux, pouvant aller jusqu'à un jour, sont disponibles. En raison des temps de préparation et des considérations de coût, l'usinage CNC est idéal pour les petites pièces.
Moulage rapide
Pour simuler les propriétés des pièces plastiques de production, les services de prototypage par moulage rapide offrent une haute fidélité. Le procédé utilise des moules en matériau composite pour former des résines thermoplastiques à haute pression, produisant des pièces complexes à haute tolérance. Le délai pour les moules de prototype varie de quelques jours à 2 semaines. Le coût est également faible mais ne convient qu'à une production à faible volume.
Des séries d'injection à faible volume peuvent être commandées auprès de services comme Protolabs, Neway Precision et Xometry. Les commandes minimales typiques sont de l'ordre de centaines de pièces. Pour un prototypage fonctionnel précis à plus faible volume, les moules imprimés en 3D de Neway, avec des délais d'environ une semaine, produisent 10 à 100 pièces moulées par injection.
Fabrication de tôle
La tôle est couramment utilisée dans toutes les industries, de l'électronique grand public aux dispositifs médicaux. Les services de fabrication rapide de tôle aident à vérifier les nouvelles méthodes de fabrication de produits et les performances des matériaux. Des services comme Fictiv et Xometry fournissent une découpe laser ou CNC de tôle à délai rapide basée sur des fichiers CAO, avec des délais typiques d'une à deux semaines.
Le pliage et le soudage peuvent produire des assemblages de tôle plus complexes. Des tolérances de +/- 0,005" (0,13 mm) sont standard. L'aluminium et l'acier sont des métaux couramment utilisés, mais des alliages plus exotiques sont également disponibles. Des quantités minimales de 1 à 10 unités rendent ce procédé adapté au prototypage en phase initiale.
Moulage d'uréthane
Le moulage d'uréthane produit des prototypes durables à partir de moules en caoutchouc de silicone pour reproduire des pièces plastiques en faible volume. La résine d'uréthane liquide peut imiter les propriétés de matériaux comme l'ABS, le polypropylène, l'époxy et l'acrylique. Le délai d'exécution typique est d'environ une à deux semaines.
Neway et d'autres fournisseurs proposent des services de moulage d'uréthane et une fabrication sur mesure. Des pièces imprimées en 3D sont souvent utilisées pour créer le maître-moule en silicone initial. L'uréthane moulé est célèbre pour les tests fonctionnels des composants plastiques et les études ergonomiques nécessitant de multiples itérations.
Outillage rapide
Pour le prototypage de séries de production plus importantes, les techniques d'"outillage rapide" construisent rapidement des moules par impression 3D ou usinage CNC. Cela permet l'injection, le thermoformage ou d'autres procédés de fabrication utilisant des outils dérivés de données CAO. L'outillage rapide avec des moules imprimés en 3D offre des séries de production de taille moyenne de 10 à 100+ pièces. L'outillage complexe avec des cavités de moule usinées CNC peut accueillir des volumes de production plus importants.
L'outillage rapide peut simuler l'apparence, le toucher et la fonctionnalité des pièces d'utilisation finale. Des entreprises comme Protolabs, Stratasys Direct et Xometry proposent de l'outillage rapide en concert avec leurs autres services de prototypage rapide pour fournir une solution complète. Les délais typiques varient de quelques jours à quelques semaines.
Choisir un service de prototypage rapide
Avec la gamme actuelle de procédés de prototypage rapide, la sélection du service optimal implique de peser des facteurs comme le délai d'exécution requis, les volumes de commande, le choix des matériaux, la précision, la finition de surface et le coût. Voici quelques considérations clés lors du choix d'un fournisseur de prototypage rapide :
Points forts des procédés - Recherchez des services offrant une gamme de procédés comme l'impression 3D, l'usinage CNC et le moulage par injection pour une flexibilité maximale.
Taille des pièces et matériaux - Assurez-vous qu'un service peut répondre à vos besoins en dimensions de pièces, volumes de production et types de matériaux.
Précision et tolérances - Les procédés plus coûteux comme l'usinage CNC et l'impression 3D métal offrent des tolérances plus serrées pour les tests fonctionnels.
Délai d'exécution - Des services de nuit et accélérés sont disponibles pour les projets urgents à un coût supplémentaire.
Formats de fichiers de conception - Les services doivent prendre en charge les types de fichiers CAO et 3D courants comme STEP, IGES et OBJ. Certains proposent une vérification de fichiers en ligne.
Services secondaires - Recherchez des options de finition comme la teinture, la peinture et le placage pour simuler les pièces de production. Certains offrent une analyse de conception pour la fabrication.
Service client - Choisissez des services avec un solide support client et des capacités de gestion de projet. Lisez attentivement les avis.
Coût - Comparez les prix des services et les quantités minimales de commande pour trouver la meilleure valeur. Les pièces simples en faible volume sont les plus économiques.
Capacités de production - Certains services permettent une transition facile du prototypage à l'outillage de production pour réduire le délai de commercialisation.
La gamme de services en ligne accessibles disponibles aujourd'hui rend la recherche de la bonne solution de prototypage rapide plus facile que jamais. Tirer parti du prototypage rapide permet aux développeurs de produits et aux ingénieurs d'explorer rapidement des concepts de conception et d'affiner la fonctionnalité tout en réduisant le risque de développement. Avec de nombreux procédés et fournisseurs parmi lesquels choisir, les entreprises peuvent trouver le service idéal pour répondre à leurs besoins spécifiques de prototypage et accélérer l'innovation.
Service de moulage rapide Neway
"J'ai utilisé plusieurs services de prototypage rapide, mais aucun n'égale la qualité et la rapidité du moulage rapide de Neway. Leurs moules composites produisent des prototypes précis et fonctionnels en quelques jours seulement, parfaits pour tester des conceptions et des concepts. De plus, leur équipe est incroyablement réactive et utile tout au long du processus. Neway est ma recommandation numéro un si vous recherchez une solution de moulage par injection accélérée et abordable." Par Alfred Melson - Responsable du développement de produits de conception (HT&M Group)
