Questions fréquentes Prototypage rapide Le prototypage rapide, connu également sous le nom de STÉRÉOLITHOGRAPHIE,
est une technique qui permet de construire physiquement
un objet 3D à partir d'un fichier numérique CAO 3D. Le prototype
obtenu est fidèle au modèle numérique peu importe sa complexité.
Pour fabriquer un prototype, il faut une machine et de la matière. Le
choix de la machine détermine le choix du procédé. Le choix du
procédé et de la matière dépend du type de prototype que l'on désire obtenir.
Il permet d'obtenir, au cours du cycle de développement de produit,
dans des délais très courts, à moindre coût et avec le minimum
d'outillage, un modèle qui servira à la validation de la conception d'un
point de vue esthétique, géométrique, fonctionnel ou technologique.
L'avantage du prototypage rapide est la réduction des délais de
fabrication. Plus la pièce est complexe et plus la différence avec une
fabrication traditionnelle s'accroît. De plus, le prototypage rapide
apporte de nouvelles possibilités de fabrication et de mise en forme des
matériaux en réalisant des pièces sans moule ni matrice. Cette
technique intègre trois notions fondamentales : temps, coûts et
complexité des formes.
• Temps : réaliser rapidement dans un délai très court des modèles
physiques, permettant ainsi la réduction du temps de développement de
produit.
• Coût : réaliser des modèles physiques sans avoir la nécessité
d’utiliser des moyens coûteux. Autrement, utiliser un minimum d’outillage
dans les étapes intermédiaires de développement de produit.
• Complexité des formes : réaliser des modèles physiques peu importe
leur complexité qui pourront parfois être irréalisables par l’usinage.
Avantages productifs :
• Détecter des problèmes de conception,
• Tester des solutions alternatives,
• Valider la faisabilité industrielle,
• Optimiser les formes et le coût d’outillage,
• Minimiser les risques de modification,
• Affiner les caractéristiques opérationnelles,
• Disposer d'un objet support,
• Réaliser des tests mécaniques et thermiques, etc.
• Disposer d'un objet support et éviter ainsi des éventuels conflits.
Avantages commerciaux :
• Permet de faciliter le processus de mise en marché,
• Sert à l’élaboration des documents promotionnels,
• Expositions et foires commerciales (trade shows),
• Tests en situations réelles par des clients potentiels,
• Peut faire patienter certains clients pressés, etc.
Il existe plusieurs procédés de fabrication de modèles en prototypage
rapide. Nous utilisons la fabrication par couche en transformant la
poudre en solide.
Les avantages de ce procédé : moins coûteux et rapide
La ZCorp 810 est une machine d'impression 3D (couche par couche)
basée sur le collage d'une poudre par un liant.
• Taille de remplissage: 20" x 24" x 16" (500 x 600 x 400 mm),
• Épaisseur de couche: ajustable par l’utilisateur au moment de l’impression, 0.0035"-0.008" (0.089 - 0.203 mm),
• Matériau : Plâtre, ZCast (type de sable),
• Modèle monochrome ou couleur,
• Procédé rapide et peu coûteux.
• Vitesse d’impression : 150mm/h selon l’axe Z
Le lien entre le modèle et la machine à prototyper est le fichier STL. Le
procédé de création de prototype consiste à générer une succession
de couches, parallèle à l’axe Z, jusqu’à l’obtention de modèle 3D désiré.
Entre chacune des couches, la poudre est durcie et liée avec un liant
aux endroits correspondant à la section de la pièce.
Des gouttelettes de liant (colle) sont projetées à la surface d'une
couche de matériau en poudre (plâtre, sable), préalablement étalée par
un rouleau «poudreur». Cette projection forme des agglomérats avec le
matériau. Un traitement thermique final assure le frittage ou l'évaporation
du liant. Le retrait après le traitement thermique est d'environ 10 %,
homogène et maîtrisable.
Dépendamment de la complexité et le volume de la pièce, la fabrication
et livraison d’un prototype peuvent prendre de 2 à 3 jours ouvrables.
Insensible à la complexité de la forme d’un prototype, l’impression 3D
dépend du volume de modèle et de la quantité des matériaux qui rentrent dans sa fabrication.
L’impression 3D d’un modèle dépend, certes, du nombre des couches à
superposer.
La vitesse d’impression est de 150mm/h selon l’axe Z.
Cependant, l’impression couleur prend 2 fois plus de temps qu’une
impression normale.
• Poudre de plâtre : utilisée pour tout prototype
• Poudre de silice (ZCast) : utilisée pour la fabrication des moules de sable
Les couches imprimées ont une épaisseur ajustable, souvent nous
utilisons une épaisseur de 0.004 pouce
Le résultat obtenu par le procédé de prototypage à la poudre de plâtre
est peu résistant et très sensible à l’absorption d’eau. Afin d’être apte à
l’utilisation, le modèle doit être infiltré d’Époxyde qui le durcit en
améliorant ses qualités physiques. Ces infiltrations sont toutes sous
forme liquide lors de leurs applications. Le modèle étant poreux, ces
liquides s’imprègnent rapidement par absorption. Deux techniques sont
utilisées au Centre : application par trempage et application au pinceau.
En raison de la présence de particules de poudre adhérant à la pièce, la
surface de celle-ci est très rugueuse. Cette rugosité peut être
supprimée sans problème par ponçage et polissage.
Oui, la machine ZCorp 810 permet d’imprimer en million de couleurs à
partir de ces trois couleurs de base : rouge, vert et bleu.
Le prototypage rapide est surtout utile pour augmenter
proportionnellement les petites parties avec le détail significatif. Un
grand modèle rend capable la visualisation de la géométrie. Beaucoup
de clients réclament d'avoir des modèles à l'échelle. Typiquement le coût
des deux est à peine plus grand que le coût de l'un.
Oui, le matériau utilisé est prêt à recevoir toutes ces applications.
Pour satisfaire aux besoins du développement de produit à chaque
étape de procédé, il est nécessaire de pouvoir disposer de prototypes
de nature différente. Si la seule exigence souhaitée est la géométrie, la
nature du matériau ne sera pas importante; par contre, si l'on cherche à
valider la pièce dans son contexte en vraie grandeur, on devra
fabriquer un prototype dit «bonne matière» (plastique, métal,
composite...).
Avec n'importe quelle technologie, il y a des applications bien adaptées
et appropriées. Cependant, le prototypage rapide se distingue
avantageusement dans la réalisation des formes complexes. Le PR est
apprécié comme outil là où l'outillage conventionnel et l'usinage
sont longs et coûteux.
La taille de remplissage de la machine ZCorp 810 est 20" x 24" x 16" (500 x 600 x 400 mm).
Cela signifie que le modèle dépassant ces dimensions ne sera pas
imprimé à moins qu’il soit coupé en parties. Celles-ci seront rassemblées
et collées avec de l’Époxy après l’impression.
1. Préparation de la CAO:
• Surfacique;
• Volumique.
2. Préparation de l’impression :
• Création des supports;
• Découpage en tranches ou en parties si nécessaire.
3. Temps d’impression:
Directement proportionnel :
• au volume de la pièce;
• à la hauteur de la pièce dans la cuve, soit le nombre de couches;
• quelques heures selon la dimension et la complexité de la pièce.
4. Finition
Rendre la surface plus lisse et non poreuse.
|
imprimer | haut de page
