Qu'est ce que le prototypage fonctionnel ?
Le prototypage fonctionnel est le processus de conception d’un prototype. C’est une étape clé de la conception d’un produit. Elle permet d’isoler certains défauts de conception et de multiplier les itérations pour obtenir une pièce conforme au cahier des charges. Le prototypage fonctionnel se fait souvent en plusieurs étapes, avec plusieurs versions de pièces afin de valider celle qui correspond le mieux au choix fait en amont lors de la phase de conception. La fabrication influe sur un facteur important : les coûts. En effet, contrairement aux méthodes de traditionnelles, l'impression 3D permet de maximiser les itérations tout en maîtrisant les coûts. À titre d'exemple, des prototypes fonctionnels optimisés n’utilisent que la matière nécessaire pour leur fabrication et permettent de minimiser le post-traitement.
Répondre aux problématiques liées au prototypage fonctionnel avec l'impression 3D
Optimisation topologique
Le prototypage fonctionnel doit permettre d’obtenir une pièce optimisée en vue de son utilisation finale. Les besoins sont donc multiples et peuvent se situer notamment au niveau de la topologie de la pièce. Il sera en effet important de penser aux contraintes mécaniques pouvant être subies par le produit final et de les intégrer lors de la phase de prototypage.
Modélisation et paramétrage
Les phases de prototypage fonctionnel par impression 3D permettent d’atteindre un niveau de précision élevé concernant l’optimisation des pièces. En effet, de nombreux logiciels de modélisation permettent d’optimiser topologiquement les pièces afin de réduire la quantité de matière utilisée tout en garantissant des résistances mécaniques répondant aux besoins.
Multiplication des tests
Le prototypage fonctionnel nécessite de passer un certain nombre de tests devant servir à valider les éléments composant le cahier des charges. La réalisation de ces différents tests (résistance mécanique, thermique…) requiert donc la conception de nombreux prototypes permettant d’assurer la fonctionnalité des pièces avant de lancer la phase de production.
Itérations simples et rapides
L’impression 3D est un processus de conception alliant précision, rapidité et simplicité de modification. Il sera donc possible d’obtenir différents prototypes fonctionnels similaires permettant d’effectuer de nombreuses séries de tests. Lors de ces tests, des défauts peuvent être détectés, il sera alors très simples et rapides de changer la modélisation d’une pièce afin d'ajuster ces défauts.
Test en conditions réelles
L’intérêt du prototypage fonctionnel est de pouvoir tester les pièces en conditions réelles. Les prototypes doivent en effet convenir à différents types d’applications pouvant se dérouler dans des milieux particuliers. Ces conditions particulières pourront influer le comportement des matériaux, modifier la forme des pièces ou altérer leur résistance.
Des matériaux adaptés aux besoins
L’impression 3D permet de réaliser des prototypes fonctionnels utilisant une grande variété de matériaux. Il sera possible d’obtenir des prototypes à l’aide de matériaux se rapprochant des caractéristiques du matériau final. Cela donne la possibilité de valider les prototypes respectant des besoins particuliers en termes de résistance chimique, mécanique ou thermique.
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