Qu'est-ce que le prototypage rapide?

Le prototypage rapide peut, en termes simples, changer votre façon de faire des affaires. Non seulement l'utilisation de l'impression 3D dans le processus de développement accélère le temps de mise sur le marché d'un nouveau produit, mais elle permet également d'économiser de l'argent et des maux de tête. Ce guide expliquera comment et pourquoi le prototypage rapide peut améliorer le développement de votre nouveau produit – et comment Shapeways peut vous aider.

Le prototypage rapide, pour le dire simplement, vous emmène rapidement de l'esquisse de serviette au produit final. Le prototypage constitue un goulot d'étranglement majeur dans le cycle de développement de produits. Les flux de travail de prototypage traditionnels incluent souvent l'externalisation de la création de chaque prototype, des semaines d'attente – et des dépenses significatives – pour chaque nouvelle itération, quelles que soient les modifications de conception modifiées ou révisées. Avec le prototypage rapide, ces semaines entre les itérations peuvent devenir des jours, prenant des mois ou des années pour les cycles de prototypage standard à quelques semaines, et la mise sur le marché de votre nouveau produit dans un laps de temps beaucoup plus agréable.

Qu'est-ce que l'impression 3D / la fabrication additive / le prototypage rapide?

Aujourd'hui, le prototypage rapide implique souvent l'introduction de technologies d'impression 3D – ou s'agit-il de processus de prototypage rapide, ou s'agit-il de fabrication additive? Cela peut aider à comprendre ce qu'est la fabrication additive (et Shapeways a un guide pour cela!) Et comment ces technologies s'intègrent dans le flux de travail de prototypage.

Qu'est-ce que la fabrication additive?

La fabrication additive (FA) est un processus de fabrication numérique dans lequel un modèle CAO est utilisé pour créer un objet solide. Diverses technologies sont définies comme étant additives, car ces processus ajoutent de la matière au cours de la construction, plutôt que de la soustraire comme on le voit dans de nombreuses méthodes de fabrication traditionnelles (par exemple, fraisage CNC). Les matériaux sont déposés, souvent dans un processus couche par couche, à l'aide d'une imprimante 3D pour construire la géométrie du modèle en trois dimensions. Les procédés de FA peuvent traiter une variété de métaux, des simples plastiques aux divers alliages métalliques, des pâtes alimentaires aux biomatériaux.

Quelle est la différence entre l'impression 3D, la fabrication additive et le prototypage rapide?

Il existe plusieurs manières de désigner ces technologies, le plus souvent «impression 3D» ou «fabrication additive», bien que le «prototypage rapide» soit également utilisé. Pour une explication plus complète, nous plongeons dans la terminologie technologique dans cet article, mais en bref:

L'impression 3D et la fabrication additive sont souvent utilisées de manière interchangeable pour désigner effectivement les mêmes processus. La fabrication additive est reconnue comme un terme plus industriel et a tendance à englober des machines professionnelles coûteuses utilisées dans des applications allant du prototypage à la production de produits finaux. L'impression 3D peut faire référence au processus de construction couche par couche d'un objet, ou plus généralement à toute utilisation de cette technologie, des amateurs utilisant des systèmes de bureau peu coûteux aux professionnels utilisant des équipements industriels. Le prototypage rapide a été l'un des premiers termes utilisés pour ces technologies, qui dans les années 1980 étaient orientées vers la production rapide de prototypes et pendant quelques décennies, l'utilisation a tellement dominé que cette application était synonyme de la technologie elle-même.

Pour les besoins de ce guide, l'impression 3D est une suite technologique utilisée pour l'application du prototypage rapide.

Matériaux de prototypage rapide

Maintenant que nous savons ce qu'est le prototypage rapide, une bonne question de suivi est simple: quelles sont certaines des options matérielles pour le prototypage rapide avec l'impression 3D?

Lors de l'utilisation de l'impression 3D du prototype à la production, la même technologie peut être utilisée tout au long du cycle de développement du produit. Cela ne signifie cependant pas que les mêmes matériaux sont nécessairement le meilleur choix à chaque étape. Les premières étapes du prototypage peuvent se concentrer davantage sur la vitesse et une idée approximative que sur la qualité de «l'aspect final», de sorte que les plastiques bon marché sont souvent la meilleure solution ici, lorsque plusieurs itérations peuvent être effectuées en succession assez rapide. Chaque amélioration du prototype peut nécessiter un matériau de meilleure qualité, et la sélection des matériaux de préparation peut aider à réduire les coûts, en conservant les options les plus détaillées uniquement pour une planification ultérieure.

Au cours des étapes initiales du prototypage, un matériau à faible coût peut être utilisé avec un faible remplissage et des couches plus épaisses, ce qui réduit les coûts de matériau et accélère le temps d'impression pour créer un premier aperçu grossier d'un nouveau design. Qu'elle soit en plastique ou en métal, l'impression 3D peut rapidement fabriquer un produit qui ressemblera au résultat final souhaité.

En commençant par une matière plastique à bas prix et en passant après quelques itérations au métal, par exemple, un produit qui sera finalement fabriqué de manière conventionnelle à partir de métal peut arriver sur le marché beaucoup plus rapidement que ce ne serait le cas en usinant chaque itération – une méthode traditionnelle. voie qui coûte finalement beaucoup plus en termes de temps, d'argent et de travail.

Les options de matériaux dans la fabrication additive peuvent ne pas couvrir toute la gamme disponible dans les technologies traditionnelles, mais de nouvelles formulations deviennent disponibles tout le temps.

Parmi le large portefeuille de matériaux d'impression 3D de Shapeways, le plus couramment utilisé pour le prototypage rapide est le nylon 12 (plastique polyvalent). Ce matériau est un plastique nylon durable qui peut être utilisé pour une large gamme d'applications, à la fois pour le prototypage et pour les produits finis. Le matériau SLS peut être imprimé en 3D fin pour plus de flexibilité – pensez aux charnières et aux ressorts – ou plus épais pour constituer des composants structurels. Le nylon 12 est abordable, offre le délai de livraison le plus rapide (expédition aussi rapidement que trois jours ouvrables après la commande) et est disponible dans une large gamme de couleurs. Il peut également être collé avec d'autres matériaux, galvanisé ou autrement adaptable aux besoins de votre application spécifique.

D'autres offres bien adaptées pour le prototypage rapide incluent les matériaux plastiques Multi Jet Fusion (billes de verre PA12 et PA12) pour plus de rigidité et de durabilité, et SLA (Accura 60, Accura Xtreme, Accura Xtreme White 200) pour les détails les plus fins.

Pour plus d'informations sur l'un de ces matériaux, consultez le Guide des matériaux de Shapeways (pdf).

Avantages du prototypage rapide

C'est bien beau, mais en fin de compte, existe-t-il un cas commercial réel pour le prototypage avec l'impression 3D?

Cette question reçoit un OUI retentissant! L'utilisation de l'impression 3D du concept de produit à la création peut aider à réduire le temps et les coûts nécessaires pour mettre votre nouvelle idée sur le marché et entre les mains de vos clients avides.

Dans les grandes lignes, le cycle de développement de produit comprend la nécessité de prototypes physiques à plusieurs étapes de la conception, notamment:

ConceptAssemblage / FitFonctionnelLife TestRéglementation

L'impression 3D de ces différentes itérations offre les avantages de la fabrication numérique – pensez vitesse, agilité et réduction des coûts pour une production ponctuelle – à chaque étape du développement du produit.

Transférer un modèle 3D directement sur une imprimante 3D pour la fabrication accélère le processus de prototypage. Les modèles numériques peuvent être réalisés assez rapidement à l'aide de diverses technologies d'impression 3D, éliminant ainsi le besoin de nombreuses étapes dans d'autres technologies de fabrication plus traditionnelles. Aucun outillage n'est nécessaire, par exemple, et il n'y a pas non plus de période d'attente pour la fabrication et le remplissage des moules. C'est aussi beaucoup plus rapide et précis que la fabrication à la main.

Après examen de chaque prototype pour les paramètres nécessaires, les versions ultérieures peuvent être réalisées rapidement pour obtenir le bon look et l'ajustement avant de passer à des prototypes plus raffinés. La modification d'un fichier numérique pour l'ajuster pour une meilleure apparence, un meilleur ajustement, une échelle appropriée ou d'autres besoins peut être effectuée rapidement, avec une prochaine itération imprimée en 3D potentiellement le jour même.

Certaines options d'impression 3D, comme HP et Carbon, permettent de prototyper et de produire sur le même système ou la même famille, car différents matériaux et paramètres peuvent se rapprocher de plus en plus d'un produit prêt pour le marché. En itérant sur le même système qui sera utilisé pour le produit final, le contrôle qualité peut être maintenu à chaque étape du processus, ce qui signifie qu'il n'y a pas de surprises lorsque la première production d'utilisation finale commence.

Lorsque vous travaillez avec un bureau de service comme Shapeways, une expertise supplémentaire et l'accès à différentes suites technologiques entrent en jeu pour une expérience de haute qualité à chaque étape du processus.

Les services de prototypage rapide de Shapeways offrent:

Délai d'exécution rapideVariété de matériauxQualité fiable

Nous passons en revue l'analyse de rentabilisation complète des prototypes d'impression 3D dans cet article pour plus de détails.

Tarification du prototypage rapide

Une fois la décision prise de réaliser un prototype rapide utilisant l'impression 3D en engageant un bureau de service, une grande question demeure: la tarification.

Shapeways expose clairement sa structure de prix, de l'engagement d'un concepteur au simple téléchargement d'un modèle pour un devis instantané.

Parmi les considérations relatives à notre tarification figurent:

Matériaux: Volume du matériauEspace de la machineNombre de piècesProductionVolume de la boîte englobanteVolume de supportVitesse de fabrication: PrioritéEconomieRushCoût d'expéditionTaxes

Le prix de gros est également disponible pour les grosses commandes. Pour plus de détails, consultez notre aperçu des prix ici.

Exemples de clients

Comme la sagesse populaire soutient que «montrer, ne pas dire» est le meilleur moyen de prouver un point, nous aimerions partager quelques exemples de prototypage rapide client réalisé via la plate-forme Shapeways.

Voici quelques-uns de nos succès clients:

Jeux Atlas

Atlas Games, pilier du jeu de table innovant, possède de nombreuses décennies d'expérience dans la création de jeux de cartes, de jeux de société et de jeux de rôle. La société s'est tournée vers Shapeways pour concrétiser son nouveau jeu à base de dés pour une sortie via Kickstarter, créant un visuel réalisable de Dice Miner que les bailleurs de fonds potentiels pourront voir avant la vente. Les prototypes imprimés en 3D de pièces de jeu ont aidé à porter le nouveau jeu de la conception initiale à un produit final jouable.

Jeff Tidball, directeur de l'exploitation d'Atlas Games, a déclaré à propos de son travail avec Shapeways: «L'édition Deluxe de Dice Miner aura une montagne en PVC en plastique, nous avons donc utilisé Shapeways pour préparer les premiers prototypes de ce composant. Nous avons utilisé Shapeways à deux fins. Tout d'abord, tester en utilisant des composants aussi proches que possible de la version finale, pour s'assurer qu'ils ont fonctionné comme prévu à la table. Deuxièmement, pour évaluer leur productibilité tout en tenant des objets physiques, au lieu de devoir les évaluer uniquement à l'écran ou dans notre imagination.

LuminoGO

L'utilisation de l'impression 3D pour prototyper un nouveau masque facial confortable et réutilisable a aidé l'équipe LUMINO à répondre rapidement aux besoins d'une pandémie. Développer le masque LuminoGo pour une visibilité faciale complète ainsi que des fonctionnalités de sécurité du porteur, y compris la lumière UVC ou un filtre intégré pour stériliser l'air respirable n'était pas une mince affaire, nécessitant un prototypage important – et l'équipe s'est tournée vers Shapeways pour imprimer en 3D presque toutes les parties du masque pour préparez tout pour un port sûr sur le marché.

Bernhard Neuwirth, CTO LUMINO, déclare: «Presque toutes les pièces sont imprimées en 3D. Les principales raisons pour nous ont été le prototypage rapide, la production rapide, le choix des matériaux et des couleurs, ce qui est important pour la marque et la personnalisation. La grande différence avec les concurrents est que nous avons déjà des prototypes fonctionnels. Et: «Shapeways a été utile à tous égards dès le début du projet. J'ai particulièrement aimé les options de production très rapides, le choix des matériaux et l'incroyable qualité du produit. Les méthodes de production traditionnelles seraient le moulage par injection. Nous ferons certainement cela à l'avenir. En attendant, nous produisons déjà, tout en optimisant le produit. Nous utilisons l'impression 3D comme méthode de production. »

SNOOZ

Travaillant avec Shapeways pour imprimer en 3D des dizaines (et des dizaines et des dizaines) de conceptions pour atteindre le système audio idéal, l'équipe SNOOZ a réduit considérablement le temps et les coûts de son processus de production grâce à un prototypage rapide. Les économies réalisées par rapport à l'usinage traditionnel étaient suffisamment importantes pour que cette startup basée à Las Vegas travaille maintenant avec Shapeways depuis plus de cinq ans – et a encore plus de travail produit avec nous dans le pipeline pour les prochains appareils.

Le directeur technique et co-fondateur de SNOOZ, Eli Lazar, explique: «Sans l'impression 3D, je ne suis pas sûr que nous aurions pu développer un produit viable, ou du moins un produit que les gens apprécient réellement. Notre pale de ventilateur est entièrement personnalisée et les petits détails font une énorme différence. Une torsion supplémentaire de 1 degré dans les lames ou une longueur ou une largeur supplémentaire de 1 mm des lames, et cela génère un ensemble de tons complètement différent. Vous pouvez utiliser un logiciel pour simuler l'acoustique d'une conception de pale de ventilateur, et nous en avons fait pas mal. Cependant, ces simulations peuvent prendre jusqu'à quelques semaines, et elles ne sont vraiment pas assez précises pour prédire les subtilités qui nous intéressaient. La meilleure façon dont je peux expliquer cela est qu'un piano à cordes est toujours acoustiquement supérieur à un numérique clavier, car le timbre (qualité sonore perçue) du son réel est tout simplement meilleur que n'importe quelle réplique numérique. Cela dit, nous devions fabriquer des pièces réelles. L'usinage des pièces a toujours été une option, mais d'après notre expérience, cela représente un coût 10 à 25 fois plus élevé et peut-être 10 fois plus lent, ce qui n'était tout simplement pas une option pour nous. »

Veuillez nous contacter dès aujourd'hui pour en savoir plus sur nos offres et comment nous pouvons vous aider à chaque étape de votre prochain projet.