Qu'est-ce qu'un prototype rapide 3D?
Découper le David de Michelangelo de la taille d’une pièce d’échecs est une tâche simple pour un ordinateur utilisant la technologie de prototypage rapide en trois dimensions ou en 3D. De la même manière qu'une imprimante à jet d'encre produit une image en deux dimensions à partir d'un fichier numérisé, la technologie de prototype rapide 3D peut faire la même chose avec des objets réels pour une manipulation dans un espace réel. S'appuyant sur de nombreuses techniques, équipements et matériaux, les processus de prototypes rapides 3D fonctionnent généralement à partir d'objets de dessin assisté par ordinateur (CAO) pour la conception ou la fabrication; ils les construisent en générant une couche de matériau à la fois jusqu'à la formation d'une réplique parfaite. Cette construction facilite la création d'un nombre presque illimité de formes et d'objets complexes, révolutionnant la conception et l'efficacité de la production.
Le prototypage comprend généralement trois aspects: la construction de modèles pour la fabrication, la révision du produit et le raffinement. Les utilisateurs transforment les schémas informatiques directement en prototypes. Les conceptions sont évaluées avant le début de processus de production coûteux et les surfaces et les finitions des produits peuvent être testées.
Les fabricants peuvent personnaliser des formes de produits presque innombrables pour une production en série ou une personnalisation client. Les itérations de prototypes, ou leurs variantes, peuvent être affinées après consultation des équipes de production ou des clients. Cela permet une plus grande flexibilité et un coût moindre dans le développement du produit, par rapport au prototypage traditionnel prenant beaucoup de temps, à la machine ou à la main.
Essentiellement, le processus de RP fait référence à la construction automatisée et additive d'un objet; c'est-à-dire que les objets sont créés en ajoutant une feuille, une poudre ou une couche de liquide à la fois jusqu'à la formation d'un objet. La fabrication d'un prototype rapide 3D fait référence à la fabrication haut de gamme de produits de précision conçus selon des spécifications techniques. De nombreuses techniques permettent la construction de pièces, de modèles et d’outils; Ceux-ci peuvent inclure la stéréolithographie, la modélisation des dépôts par fusion, la consolidation par ultrasons et le frittage sélectif au laser, entre autres. Ces méthodes de construction additives superposent des sections avec des techniques telles que la fusion au laser, le durcissement en phase liquide, le perlage ou la soudure pour s'adapter à des matériaux spécifiques tels que les résines ou les feuilles. L'utilisation de RP peut réduire considérablement les coûts en matériaux et en main-d'œuvre, ainsi que le temps; les modèles peuvent être construits en quelques heures ou quelques jours.
À plus petite échelle, l’impression 3D est une technique courante, parfois appelée construction de prototypes rapides 3D. Cette opération, cependant, utilise une plus petite machine de bureau pour la conception, mais manque de la précision dimensionnelle schématique ou de la polyvalence matérielle des méthodes de prototypage rapide 3D utilisées dans la fabrication. Le processus d’impression 3D est généralement utilisé pour créer des modèles à jeter des mains pour des démonstrations pratiques, tandis que les machines RP plus complexes possèdent des modèles d’outils facilitant le processus de production lui-même. De plus, les imprimantes 3D peuvent ne proposer que quelques options de matériaux, tandis que RP peut gérer des dizaines de matériaux, tels que des résines et des photopolymères, pour dupliquer des matériaux de production tels que les thermoplastiques.
Le prototypage rapide pourrait avoir des conséquences à long terme pour l'industrie de la même manière que la chaîne de montage a révolutionné la fabrication. Traditionnellement, les coûts de fabrication diminuent avec le temps tout au long de la durée de vie de la ligne de produits. Avec le prototypage rapide, le coût de production de quelques unités n’est pas différent de celui de production de milliers. Bien que cela puisse aider à réduire le nombre de produits pour les commandes personnalisées, les effets potentiels de cette condition sur la compréhension des économies d’échelle sont inconnus. La fabrication avec la technologie de prototypage rapide 3D peut continuer à fusionner les étapes de conception et de production en des processus plus efficaces.