Prototypage rapide
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Le prototypage rapide regroupe un ensemble d’outils qui, 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.
Ces modèles contribueront à valider les différentes fonctions que doit remplir le produit (fonctions de signe, d’usage, d’échange et de productibilité).
Le prototypage rapide intègre trois notions essentielles : le temps, le coût et la complexité des formes.
- Temps : l’objectif du prototypage rapide est de réaliser rapidement les modèles, dans un but de réduction des temps de développement des produits.
- Coût : le prototypage rapide permet de réaliser des prototypes sans qu’il soit nécessaire de recourir à des outillages coûteux, tout en garantissant les performances du produit final. On est donc en mesure d’explorer différentes variantes du produit en cours d’élaboration afin de retenir la solution la plus appropriée.
- Complexité des formes : les machines procédant par ajout de matière sont capables de réaliser des formes extrêmement complexes (inclusion, cavité...), irréalisables par des procédés tels que l’usinage par exemple.
Les moyens informatiques intervenant aujourd’hui dans le prototypage rapide sont :
- le reverse engineering (systèmes d’acquisition de formes associés aux logiciels de reconstruction des surfaces) ;
- la conception assistée par ordinateur (CAO), les procédés de fabrication par ajout et par enlèvement de matière ;
- des post-traitements.
Les techniques d'obtention d'un prototype sont nombreuses :
- L'UTGV ou Usinage Très Grande Vitesse avec des machines à commande numérique multi-axes ;
- La stéréolithographie (réalisation d'un modèle 3D par couches successives 2D) associée à un LASER ;
- L'impression 3D : dépôt mécanique de matière plastique par couches successives.
Dans le cas de la stéréolithographie, il existe deux méthodes bien connues. Le modèle est découpé en couches 2D dont la résolution est choisie. Un LASER balaye chaque couche successivement soit dans un bain de plastique liquide et le polymérise (on parle de photopolymérisation, sigle SLA en anglais), soit un bac de plastique en fine poudre et le fritte (on parle de frittage sélectif, fusion des grains de cette poudre plastique, sigle SLS en anglais).
Dans le cas de l'impression 3D, le modèle est aussi découpé en couches 2D. La machine dépose un fil de plastique par l'intermédiaire d'une buse. Le procédé est mécanique.
