Chez Boyan, nous nous intéressons occasionnellement au prototypage rapide, bien que ce ne soit pas notre activité principale. Nous avons des partenaires réguliers qui s'occupent de cet aspect, ce qui permet à nos clients de gagner du temps dans la recherche de fournisseurs d'impression 3D appropriés et de bénéficier d'un service plus rapide et plus fiable.
Les principaux objectifs de l'impression 3D dans notre contexte sont les suivants :
1. Vérification de la conception et confirmation de la fonctionnalité:
Avant de lancer la production de moules, nous utilisons l'impression 3D pour confirmer que la conception est exempte d'erreurs et qu'elle répond aux exigences fonctionnelles attendues. Il s'agit là de la majeure partie de notre travail d'impression 3D, qui sert principalement de contrôle final avant le début de la fabrication des moules.
Exemple 1
Il s'agit d'un connecteur en plastique que nous avons conçu pour assembler deux profilés en aluminium. Il intègre un mécanisme d'encliquetage, ce qui signifie qu'il subira une force de compression importante lors de l'assemblage. C'est pourquoi nous avons choisi d'imprimer cet échantillon en utilisant du nylon en raison de sa plus grande résistance par rapport à d'autres plastiques.
Cependant, la résistance du snap-fit est un peu moins bonne que celle du nylon véritable. Elle répond néanmoins à nos attentes et à nos exigences.
Exemple 2
Dans cet exemple, nous pouvons assembler les différents composants et tester le serrage ou le relâchement de l'ajustement, et nous assurer que l'encliquetage fonctionne comme prévu.
2. Prototypes de présentation:
Nous utilisons des prototypes imprimés en 3D pour des démonstrations internes et externes afin d'explorer plus avant les améliorations potentielles ou d'évaluer s'il convient de poursuivre ou d'interrompre un projet. Après l'impression, la poursuite du projet reste incertaine.
3. Production en petites séries:
Généralement comprise entre 50 et 150 pièces, cette approche permet de tester la réceptivité du marché tout en économisant sur les coûts des moules. Il est essentiel d'évaluer si l'investissement est rentable, car il peut rivaliser avec le coût de production d'un moule. La différence essentielle réside dans le fait que le cycle de production est nettement plus court. En outre, le choix du matériau - en tenant compte des propriétés mécaniques et de la durée de vie - est essentiel. Si la résine photopolymère standard ne convient pas toujours, des matériaux comme le nylon sont plus courants, bien que leur variété soit limitée et leur coût plus élevé.
4. Utilisation comme outils d'inspection:
Les produits imprimés avec de la résine photopolymère peuvent atteindre une précision de +/- 0,1~0,2 mm, ce qui permet de les utiliser comme gabarits d'inspection. Cette approche permet de vérifier des surfaces tridimensionnelles complexes par rapport aux conceptions initiales. En outre, le coût de l'impression 3D de ces outils est nettement inférieur à celui de l'usinage CNC. Cela signifie qu'ils peuvent être utilisés efficacement comme outils d'inspection avec une précision légèrement moindre et une durée de vie plus courte, mais à un coût beaucoup plus faible.
Exemple 3
Dans cet exemple, nous utilisons un échantillon imprimé en 3D pour vérifier si le contour tridimensionnel des pièces moulées par injection correspond à la courbure prévue. Nous devons d'abord concevoir la forme de ce gabarit d'inspection, qui fait l'objet d'une rétro-ingénierie sur la base de la surface courbe en 3D du produit.
Une fois le produit en plastique fabriqué, nous l'ajustons sur le gabarit, en nous servant de nos mains pour évaluer la précision de l'ajustement et en procédant à une inspection visuelle pour nous assurer que le contour est parfaitement aligné.
En résumé, l'impression 3D joue un rôle polyvalent dans le prototypage rapide, de la vérification de la conception aux tests de marché. Grâce à la collaboration avec nos partenaires professionnels, nous offrons à nos clients des solutions d'impression 3D complètes et efficaces.
5. Structures de soutien pour la correction des déformations：
Les produits en plastique peuvent parfois se déformer ou se tordre. Une solution courante consiste à utiliser des structures de soutien à l'intérieur du produit immédiatement après le moulage par injection pour contrer la déformation. Une fois les supports retirés, le produit peut retrouver son état lisse.
Ces structures de support doivent être conçues avec une forme courbe tridimensionnelle pour bien s'adapter aux parois latérales du produit, en évitant les contacts ponctuels localisés qui pourraient laisser des marques. Les méthodes conventionnelles d'usinage CNC pour de telles conceptions seraient coûteuses, mais l'utilisation de l'impression 3D réduit considérablement le coût.
Exemple 4
Par exemple, dans le produit en plastique illustré ci-dessous, la paroi latérale d'un côté s'affaisse après le moulage par injection, tandis que l'autre côté reste plat. Nous avons donc conçu une structure de soutien pour façonner efficacement le produit.
Les matériaux utilisés pour l'impression 3D
En réalité, bien qu'il existe de nombreux matériaux disponibles pour le prototypage rapide et l'impression 3D, beaucoup d'entre eux ne sont pas largement adoptés ou sont assez chers. Par conséquent, compte tenu du coût et de la disponibilité, nous n'utilisons actuellement que les quatre types de matériaux suivants :
1. Résine photopolymère : Il s'agit d'un matériau d'impression 3D largement utilisé, favorisé pour ses performances globales équilibrées. Les pièces imprimées avec de la résine photopolymère ont une surface lisse, une solidité décente et une résistance modérée à la chaleur, le tout pour un coût relativement faible. Cependant, ce matériau présente des inconvénients : il peut ne pas être suffisamment résistant sous une charge soutenue, il peut se déformer sous une contrainte prolongée et il peut se décolorer avec le temps.
<Nylon : connu pour sa résistance plus élevée, atteignant 60-80% de celle du nylon moulé par injection. Cependant, la résistance réelle peut varier en fonction des conditions de chaque usine, telles que l'équipement utilisé, les matériaux de production et les processus de fabrication. Le nylon présente une surface sensiblement texturée, avec des grains et des lignes visibles, et il est également un peu plus cher.
<PMMA (Acrylique) : Principalement utilisé pour les pièces nécessitant de la transparence. Cependant, sa transparence n'est pas aussi élevée que celle des pièces transparentes moulées par injection, avec quelques irrégularités de surface et un aspect mat.
<Silicone, TPU et autres matériaux en caoutchouc souple : ces matériaux sont très pratiques et offrent des solutions de prototypage rapide pour les produits en caoutchouc souple. Ils imitent les propriétés des matériaux traditionnels en caoutchouc souple dans une certaine mesure et conviennent aux applications qui nécessitent de la souplesse et de l'élasticité.
Dans l'ensemble, notre sélection de matériaux d'impression 3D vise à équilibrer les performances, le coût et la polyvalence des applications. En choisissant soigneusement des matériaux adaptés à des besoins spécifiques, nous pouvons répondre efficacement aux demandes de nos clients en matière de prototypage rapide et de production en petites séries.
Un tableau complet des technologies et matériaux de prototypage rapide
Avec les progrès rapides des technologies de prototypage (y compris l'impression 3D et autres) et la variété toujours croissante des matériaux disponibles, il n'est souvent pas nécessaire d'avoir une connaissance approfondie de chacun d'entre eux. Une connaissance générale est généralement suffisante.
Afin de fournir une référence plus concise et plus claire, nous avons compilé un tableau qui répertorie les processus de prototypage rapide les plus courants disponibles sur le marché aujourd'hui, ainsi que les matériaux correspondants et les formes de ces matériaux. Nos clients et partenaires peuvent ainsi accéder rapidement aux informations essentielles et prendre des décisions plus efficaces en fonction de leurs besoins spécifiques.
| Technologie de prototypage rapide | Matériaux correspondants (plastiques uniquement) | Forme du matériel |
|---|---|---|
| Modélisation par dépôt en fusion (FDM) | PLA, ABS, PETG, TPU, etc. | Filament |
| Stéréolithographie (SLA) | Résine photopolymère | Résine liquide |
| Frittage sélectif par laser (SLS) | Nylon, polystyrène | Poudre |
| Traitement numérique de la lumière (DLP) | Résine photopolymère | Résine liquide |
| Modélisation par dépôt en fusion (FDM) | PLA, ABS, PETG, TPU, etc. | Filament |
| Impression polyjet | Diverses résines photopolymères (flexibles, rigides) | Résine liquide |
| Impression 3D sur lit de poudre et tête à jet d'encre | Poudre de métal, poudre de plastique (y compris PMMA), poudre de céramique | Poudre |
| Jetting de liant (pour les plastiques) | Acrylique, Nylon | Poudre |
| Usinage CNC (pour le prototypage) | ABS, Polycarbonate, Acrylique, Nylon | Bloc solide |
| Coulée sous vide | Résine de polyuréthane (imitant divers plastiques) | Résine liquide |
Résumé
En résumé, bien que le prototypage rapide ne soit pas notre activité principale, nous sommes en mesure de fournir ces services par l'intermédiaire de nos fournisseurs de confiance. Cet article présente les principaux matériaux disponibles et donne des exemples pour une compréhension rapide. Si vous avez besoin de ces services, n'hésitez pas à nous contacter.
Questions fréquemment posées
Vous pouvez utiliser les formats de fichiers STL, STEP ou X_T. D'autres formats peuvent également être utilisés, mais il est généralement plus sûr de les convertir dans ces formats.
En général, il se situe entre $0,1-0,15 par gramme. Plus le produit est petit, plus le prix unitaire est élevé.
Il existe de nombreux types de nylon pour l'impression 3D, avec ou sans fibre de verre. Le premier est plus cher. En général, leur prix varie entre $0,25 et 0,35 par gramme.
Comme le montrent les prix unitaires mentionnés plus haut, le prix unitaire de l'impression 3D est plus élevé, mais il n'y a pas de coûts d'investissement initiaux pour les moules. En général, le coût de 50 à 100 impressions 3D peut atteindre le coût d'un moule. En outre, les matériaux d'impression 3D sont souvent de qualité inférieure aux plastiques utilisés dans le moulage par injection.
Les échantillons en résine photosensible nécessitent 1 jour, tandis que le nylon et d'autres matériaux nécessitent généralement 1 à 3 jours.
