Imprimante tridimensionnelle
La conception d'un produit génère de grandes casseroles de tête au concepteur. Sera-t-il facile à manipuler ? Rejoignez-vous les autres pièces ? Génère des problèmes lors du montage ? Toutes ces questions doivent être répondues avant que le produit atteigne le marché. Pour cela, les techniques de prototypage rapide sont très utiles.
Ces techniques nous permettent de disposer en très peu de temps d'une pièce similaire à celle que nous avons conçue, un prototype. Ce prototype permet d'analyser la forme, la taille et la fonctionnalité de la pièce. En bref, l'objectif est de décider si la conception est utile ou non.
Les prototypes rapides ont été présentés aux États-Unis à la fin des années 80. Au début, les processus étaient imprécis et les matériaux étaient très limités, mais depuis, de grands pas ont été faits. En Espagne, le centre technologique eibarrés Tekniker a été un pionnier dans le développement de ces technologies et le travail accompli a été la base du travail ultérieur de la société Idelt. Après six années de recherche, cette nouvelle entreprise a ouvert ses portes à Elgoibar en 1998.
Prototypes
Il existe de nombreuses techniques de prototypage, en fonction de la pièce que vous souhaitez effectuer sera sélectionné. Si l'objectif est de savoir s'il est esthétiquement approprié ou non, il suffira de créer un prototype conceptuel, c'est-à-dire que le matériau à utiliser ne sera pas celui à utiliser ultérieurement dans le processus de fabrication, mais comme preuve il est très utile.
L'une des techniques utilisées par Idelt pour élaborer des modèles conceptuels est l'imprimante tridimensionnelle. Cette technologie permet au concepteur de disposer en quelques heures de la pièce qu'il vient de concevoir. Pour le voir, nous utiliserons un exemple : l'objectif est de créer un souvenir de bronze à partir d'un logo dessiné sur papier.
Processus d'impression
Pour commencer, il faut entrer l'image sélectionnée sur l'ordinateur, qui peut être prise à partir d'une photo, d'un plan ou d'Internet, c'est-à-dire de n'importe quelle image bidimensionnelle.
Ensuite, il faut donner du volume à la photo, c'est-à-dire la convertir en design tridimensionnel. Pour cela, des logiciels standard tels que le CAO sont utilisés. Ces programmes permettent de concevoir des images en trois dimensions. Par conséquent, dans cette étape, la conception est effectuée. Par la suite, dans les étapes suivantes, cette pièce est réalisée à travers le processus décrit. Et si on n'a pas réussi ce qu'on voulait obtenir, parce que la pièce n'a pas les caractéristiques nécessaires, par exemple, on revient à cette étape et on améliore la conception de la pièce sur l'ordinateur.
Avant d'envoyer les informations à l'imprimante, il est impératif de créer le fichier STL, qui est le format utilisé par les technologies de prototypage rapides. De là, vous lirez les détails géométriques de la pièce.
Une fois le fichier envoyé, l'imprimante tridimensionnelle commence à travailler. Il fonctionne comme les autres imprimantes, mais en utilisant de la cire au lieu de travailler avec de l'encre. Depuis le fichier STL, on lit la quantité et l'emplacement de la cire nécessaire à chaque instant et avec cette information on réalise la pièce.
Dans notre exemple, le résultat est un logo converti en figure de cire, c'est-à-dire un prototype conceptuel qui sert à analyser le design. Dans cette étape réside le principal avantage de ce système. En fait, une fois ici, vous pouvez terminer le processus. Si la pièce n'est pas à votre goût ou présente des défauts, vous pouvez effectuer un nouveau design et redémarrer le processus.
Mais vous pouvez aller de l'avant et effectuer un autre type de prototypes. Comme le prototype est fabriqué en cire, par un procédé qui fond la cire on peut obtenir une pièce composée d'un autre métal.
Le prototype sera entouré d'un matériau céramique pour la fabrication du moule. Une fois le moule réalisé, la cire se fondra et le vide laissé sera rempli avec un autre matériau, acier, aluminium, etc. que le client peut choisir. Dans notre exemple, vous avez choisi de faire un rappel en bronze, mais dans ce processus, vous pouvez utiliser tout matériau qui peut être injecté dans un moule.
Le moule est rempli de métal fondu et lorsqu'il est refroidi, il s'ouvre et d'où sort la pièce de bronze finie. Grâce à ce système, cette pièce aura les caractéristiques nécessaires, c'est-à-dire n'aura pas de problèmes de conception. Dans la méthodologie traditionnelle, cependant, les analyses devraient être effectuées sur la pièce de bronze. En cas de défaillance, la répétition du processus serait trop chère avec le bronze.
Tour résine résine
La stéréo ou SLA est une autre technique de prototypage rapide. La différence la plus significative par rapport à l'imprimante tridimensionnelle est l'utilisation du laser. Ce système est également appelé machine magique, car il transforme le plastique liquide en un corps solide en trois dimensions. Une fois la conception terminée, le fichier STL utilisé par cette technologie est généré et envoyé directement à la machine.
Dès que vous le mettez en service, le faisceau laser dans le récipient contenant la résine liquide commence à travailler, dessine la pièce à réaliser et s'éteint immédiatement après la première couche. La matière première utilisée dans le processus sont les résines époxy standard et le résultat est une pièce transparente.
Cette technologie permet de réaliser la pièce par couche, de sorte qu'en éteignant le laser il y a une couche finie et dans les points où le laser a touché la résine s'est solidifié. Les prototypes sont construits de bas en haut. Les points touchés par le laser rejoignent la couche inférieure jusqu'à la fin de la pièce.
Le liquide restant reste dans le récipient pour être utilisé dans les couches suivantes et la base mobile qui fixe la pièce va lentement vers le bas. Une fois la pièce terminée, la base mobile monte pour pouvoir retirer la pièce. Il est enlevé et emporté dans un four à rayons ultraviolets pour durcir la pièce.
Option matériel
Nous avons déjà obtenu le prototype dimensionnel ou fonctionnel et nous pouvons maintenant tester s'il correspond ou non aux autres pièces. Cependant, si vous le souhaitez, vous pouvez obtenir un prototype plus utile en utilisant le même matériau dans lequel la pièce sera fabriquée.
Cependant, la différence réside dans le fait que les modes de fabrication du prototype et la pièce sont complètement différents. Le processus d'obtention du prototype expérimental est plus court et, comme sur le logo précédent, la pièce finale sera réalisée par moule. Dans ce cas, le silicone sera utilisé pour la fabrication du moule. Encercler la pièce avec du silicone, l'ouvrir lorsqu'elle est complètement durcie, retirer la pièce réalisée avec de la stéréolithographie et ensuite fermer introduire le polyuréthane. Il n'y a aucune différence entre ce prototype et la pièce réelle.
Ces technologies ont été utilisées jusqu'à présent par les secteurs de l'automobile, des télécommunications et des appareils ménagers, mais de plus en plus de secteurs ont besoin de ces techniques, comme la médecine.
Prêt à commercialiser
Un des avantages de la stéréo est sa précision. De plus, des techniques de génération rapide de prototypes permettent de réduire le temps de mise sur le marché du produit. Si les pièces sont défectueuses sont détectées plus tôt, de sorte que le coût peut être considérablement réduit.
En outre, souvent le prototype expérimental, c'est-à-dire celui qui n'a pas de différence avec la pièce réelle, est réalisé quand on le demande pour avancer des campagnes de marketing ou pour détecter son impact sur le marché. Par conséquent, les avantages offerts par les prototypes économiquement sont énormes.
Fichiers STL
Ce format reçoit le nom de stéréo en anglais. Ces fichiers STL sont utilisés dans des procédures informatiques de fabrication de pièces tridimensionnelles. Par conséquent, ils stockent l'information de la géométrie d'un solide tridimensionnel.
La géométrie des solides est définie par des surfaces triangulaires, c'est-à-dire représentant la forme et la taille du solide aux programmes informatiques. Ce type de fichiers, outre la conception de pièces, peuvent être utilisés pour déterminer les structures requises en architecture et en ingénierie.
Applications spectaculaires
La technologie des prototypes est applicable non seulement à l'industrie, mais aussi à de nombreux autres domaines. En médecine, par exemple, il peut être combiné avec des techniques d'exploration corporelle interne.
Si une tomographie est effectuée sur un patient avec un cancer du cerveau, le résultat est juste un fichier informatique. Ce fichier contient les informations de la structure interne de la tête et peut être converti en format STL. A partir du fichier de ce format, et à travers les techniques employées par la société Idelt, on peut réaliser un prototype de tête avec de la cire ou autre matériel. Il s'agit uniquement d'une procédure de copie de la tête.
Cette copie de la tête comprendra une copie exacte de la tumeur, de sorte que le chirurgien peut connaître la voie la plus appropriée pour utiliser le scalpel avant d'entrer dans la salle d'opération.
Cela augmente l'efficacité de l'opération, le médecin ne trouve pas de surprises et diminue légèrement le risque du patient.
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