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Donner une forme concrète aux idées. En génie mécanique, les prototypes permettent d'avoir des modèles rapidement disponibles qui accélèrent la mise au point du produit, permettent d'appréhender de nouveaux concepts et éliminent les grosses erreurs de design. En plus des pièces de série, igus dispose de beaucoup d'expérience dans la production de pièces spéciales et de prototypes pour les applications en mouvement les plus variées et peut mettre ses compétences au service de votre projet.
Plus d'informations sur le prototypage igus
1. Prototypage rapide : Chargez le modèle 3D de votre pièce fonctionnelle rapidement et simplement dans le configurateur pour l'impression 3D en ligne. Vous y voyez immédiatement le prix, le délai de livraison et les matériaux au choix. La fabricabilité est vérifiée en parallèle (épaisseur des parois et taille de la pièce). igus utilise en impression 3D uniquement ses matériaux pour paliers lisses qui ont une résistance à l'usure jusqu'à 50 fois supérieure à celle de matériaux courants pour l'impression 3D.
2. Outillage rapide (print2mold) : print2mold est utilisé quand le matériau est soumis à des exigences particulières auxquelles les matériaux existants pour l'impression 3D ne peuvent répondre. Le choix se porte aussi sur print2mold si les prototypes ou les pièces de pré-série doivent être réalisés dans le matériau utilisé ultérieurement pour la série. En print2mold, le moule d'injection est réalisé en fabrication additive en polymère ou en métal , ce qui permet de faire jusqu'à 80 % d'économies par rapport aux moules fabriqués par les procédés traditionnels. Ces moules sont ensuite utilisés pour pouvoir mouler par injection votre pièce d'usure spéciale à partir de 5 jours ouvrables. Les moules peuvent être utilisés pour plusieurs commandes, d'où de nouvelles économies.
3. Fabrication rapide : Si le prototype a fait ses preuves pour votre application dans la forme et le matériau utilisés, vous pouvez commander les pièces souhaitées qui seront fabriquées par le procédé le mieux adapté. Cela peut être l'outillage rapide (10 à 10.000 pièces), la fabrication mécanique à partir d'ébauches (10 à 10.000 pièces), le moulage par injection normal (à partir de 3.000 pièces) ou le frittage par laser (1 à 10.000 pièces). Nous vous conseillons : igus vous aide pour toutes les étapes de la mise au point de votre produit.
Définition du prototypage rapide : Par prototypage rapide, on entend en génie mécanique la fabrication rapide d'échantillons de pièces à partir d'un modèle 3D numérique. Dans la langue de tous les jours, le prototypage rapide faisait autrefois partie des termes génériques désignant la fabrication additive. Il s'est entre temps établi comme procédé pour des tests de design rapide en conditions réelles, notamment dans la mise au point de produits.
Les avantages du prototypage rapide :
Vitesse : retour plus rapide, mise au point plus rapide, commercialisation plus rapide
Premier arrivé, premier servi : en optimisant les processus de mise au point de produits, on gagne dans la course aux solutions innovantes. Le prototypage rapide permet de mettre en œuvre de nouveaux concepts rapidement et de manière itérative, de les tester et de les adapter sans problème grâce aux procédés génératifs. Les designers et les autres acteurs peuvent tester le prototype entièrement fonctionnel et donner leur opinion directement et plus rapidement, ce qui évite certaines procédures intermédiaires et permet au produit de pouvoir être utilisé plus rapidement qu'avec des méthodes de prototypage traditionnelles.
Economies : moins de travail, moins d'erreurs, moins de coûts
Quand on n'a pas besoin d'équipements, qu'on n'a pas besoin de faire fabriquer des moules spéciaux et qu'une intervention manuelle n'est pas nécessaire, on fait des économies. Le prototypage rapide est basé sur des modèles numériques qui n'ont pas besoin d'être entreposés à grands frais et dont la modification n'entraîne pas de surcoût. Des modèles 3D de prototypes peuvent être fabriqués rapidement et à moindres coûts sous forme de pièces uniques ou de petites séries par des prestataires spécialisés qui disposent de l'expertise nécessaire et d'un choix d'équipements permettant d'obtenir le meilleur résultat possible. Le prototypage sur place avec les équipements adéquats peut aussi être rentable pour les entreprises qui l'utilisent beaucoup, les délais de fabrication et les coûts liés aux prestations externes étant ainsi supprimés. Les tests effectués avec des prototypes fonctionnels ou des prototypes techniques dès la phase de mise au point diminuent considérablement le risque d'erreurs lors de la production des produits finis, le design, le matériau et l'ajustement ayant déjà fait l'objet de nombreux essais.
Flexibilité : plus de liberté de design, plus d'optimisation, plus d'innovation
La fabrication additive et le prototypage rapide permettent de mettre en œuvre des idées et des constructions qui étaient auparavant soit totalement impensables soit très difficiles à mettre en œuvre. Des solutions innovantes peuvent ainsi être réalisées rapidement, testées, optimisées et perfectionnées jusqu'à ce qu'elles fonctionnent comme souhaité. Le prototypage rapide offre aussi de nombreuses perspectives nouvelles pour ce qui est des matériaux, des prototypes pouvant être fabriqués directement dans le matériau souhaité ou avec différents matériaux pouvant être directement comparés dans l'application, sans que les coûts soient trop élevés. Ainsi, il est aussi possible de fabriquer directement des prototypes en différents matériaux pour reproduire directement plusieurs fonctionnalités.
Durabilité : processus plus rapides, moins de déchets, plus de recyclage
Les procédés de fabrication générative produisent nettement moins de déchets que les procédés soustractifs et ont besoin de moins de matériau. Si certains procédés rendent nécessaire l'utilisation de structures de soutien qui devront être retirées après l'impression, la poudre utilisée pour le frittage sélectif par laser par exemple peut être réutilisée pour d'autres prototypes. Les processus de production mobilisant moins de temps et de matériel avec le prototypage rapide, les ressources ainsi dégagées peuvent être utilisées pour plus de projets.
Le choix du procédé de fabrication de prototypes dépend en premier lieu des besoins de l'application. Les propriétés mécaniques d'un échantillon ne sont pas seulement déterminées par le matériau mais aussi par le procédé d'impression et la mise en œuvre concrète. Le temps et la quantité de prototypes à fabriquer jouent aussi sur le choix du procédé d'impression.
FSL (frittage sélectif par laser)
Ce procédé convient très bien à la fabrication de pièces individualisées et de séries jusqu'à 10.000 pièces. Avec ce procédé, un laser fait fondre une poudre thermoplastique couche par couche pour former le modèle donné. Les prototypes fabriqués selon cette méthode présentent une très grande résistance. C'est le procédé de fabrication additive le plus utilisé chez igus, la solidité, la précision et le prix de la pièce étant meilleurs. Différents post-traitements sont proposés (coloration, lissage, etc.).
FDM (modelage par dépôt de matière fondue)
Ce procédé basé sur des filaments spéciaux en polymère permet de fabriquer des pièces très solides en petites quantités. L'un des grands avantages du procédé FDM réside dans le grand choix de matériaux pour des besoins particuliers (températures élevées, contact avec des produits alimentaires par exemple) ainsi que dans la possibilité de combiner différents matériaux de manière pas trop compliquée lors de la production d'un prototype. Ce procédé ne permet pas de reproduire des formes complexes avec la même flexibilité qu'avec le FSL.
Outillage rapide (print2mold) : pièces moulées par injection dans des moules réalisés par fabrication additive
La fabrication additive de moules d'injection est souvent une bonne idée pour le prototypage industriel, pour la fabrication en série de prototypes de fonction et en présence de besoins spéciaux au niveau du matériau. Il est ainsi possible d'utiliser un plus grand choix de matériaux, les matériaux n'étant pas tous disponibles pour l'impression 3D. Cette technologie permet certes de fabriquer des prototypes techniques qui sont pratiquement identiques au produit final mais les particularités du moulage par injection limitent aussi la liberté de design par rapport aux prototypes imprimés. Les moules d'injection sont fabriqués en métal ou en résine synthétique par stéréolithographie (SLA) en fonction des besoins et de la quantité requise.
Procédés soustractifs : ébauches
Avec les prototypes fabriqués à partir d'ébauches, le matériau et les propriétés mécaniques sont aussi reproduits dès le stade du test et peuvent être testés dans leur pleine fonctionnalité. Sur ce procédé, de la matière est retirée d'un bloc de matériau mécaniquement, par exemple par fraisage, pour obtenir la pièce souhaitée. L'avantage de cette technologie réside dans le fait qu'elle ne connaît pas certaines limites auxquelles se heurte l'impression 3D, une épaisseur minimale pour les parois par exemple. Le choix de matériaux est aussi plus grand pour le prototypage à partir d'ébauches qu'en fabrication additive. Ce procédé est financièrement intéressant pour la production de pièces de gros volume ou très simples.
Autres procédés de prototypage courants
Si igus fait appel aux procédés présentés ci-dessus pour la fabrication de prototypes en polymères, il existe d'autres procédés de fabrication de prototypes pour différents matériaux comme le moulage sous vide, le « contour crafting », le formage par laser, le « space puzzle molding » et la fabrication d'objets laminés.
Prototype de design : Ce type de prototype est construit pour voir si l'objet réalisé répond optiquement aux besoins et s'il va dans le concept d'ensemble. Ces modèles n'ont pas encore de fonctionnalité et peuvent être fabriqués avec des polymères courants.
Prototype géométrique : Les prototypes géométriques ont déjà les cotes exactes de l'application et peuvent être installés pour vérifier si des modifications doivent encore être apportées au niveau de l'ajustement. Les exigences posées au matériau requis peuvent aussi y être vérifiées et concrétisées.
Prototype de fonction / prototype fonctionnel : Les prototypes de fonction reproduisent les fonctionnalités centrales de la pièce envisagée et peuvent être testés directement dans l'application. A ce stade, il est recommandé de faire une petite série d'échantillons de la pièce pour les tester dans différentes conditions.
Prototype technique : Une fois que l'on a la forme finale et le matériau, le prototype technique permet de tester en service l'application terminée. Le modèle est déjà parfaitement identique au produit final pour ce qui est du matériau, du comportement mécanique et de la forme.
Prototypage industriel : Avant qu'un produit soitproduit en masse, il est souvent produit en petites séries, notamment dans le secteur automobile avec les véhicules de pré-série afin que le nouveau modèle puisse être essayé par des clients. Il est fréquent qu'à ce stade de mise au point du produit on procède encore à des modifications du matériau.
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