Les délais de mise sur le marché sont essentiels pour assurer votre avantage concurrentiel. Pourtant, décider d'ignorer le prototypage représente un risque énorme qui pourrait entraîner des coûts de fabrication, une perte de revenus et une perte de réputation si votre produit est mal conçu. Nous examinons ici brièvement les différentes options de prototypage rapide disponibles et les cas où elles sont susceptibles de convenir à votre prochain projet de développement.
Le choix de la technologie de prototypage dépend de la phase du cycle de développement de produit dans laquelle vous vous trouvez. Au début, il se peut que vous ayez tout simplement besoin d'un prototype pour représenter une idée en vue d'une approbation initiale, mais au fur et à mesure que vous progressez dans le processus de développement, vous devez tenir compte de sa forme, de sa fonction, de ses performances et de sa facilité de fabrication en ce qui concerne la production.
Les fabricants avisés auront toujours en vue le produit final. Le prototypage rapide vise à affiner la conception, sa fonctionnalité, à la tester en action et à assurer la conformité réglementaire. Il peut même arriver que l'on veuille tester le nouveau produit sur le marché avant de s'engager dans la fabrication finale ; à ce stade, la frontière entre la production en petite série et le prototypage commence à s'estomper.
Il est clair que les raisons de créer un prototype sont nombreuses et que cela implique souvent un certain nombre d'itérations et de technologies différentes au fil des phases de développement. Ce qui est sûr, c'est qu'au fil des années, le prototypage rapide a évolué et est devenu plus rapide.
Choisir la bonne technologie au bon moment
Lorsqu'il est question de prototypage rapide, nombreux sont ceux qui pensent à l'impression 3D (fabrication additive) de plastique ou de métal, et c'est une technologie souvent utilisée. En fait, elle a évolué au point d'être également utilisée pour la production de pièces en petites séries. Mais ce procédé n'est pas le seul utilisé pour le prototypage de pièces.
Chez Protolabs nous utilisons notamment les procédés suivants :
- MultiJet Fusion (MJF)
- Frittage laser sélectif (SLS)
- Stéréolithographie
- Frittage laser direct de métal
- Polyjet
- Usinage CNC (fraisage et tournage)
- Moulage par injection
Les cinq premiers procédés sont des technologies de fabrication additive et nous nous efforçons toujours de compléter cette liste. Les deux autres sont des procédés de fabrication clairement différents, mais ils offrent tous deux plusieurs solutions pour le processus de prototypage rapide.
Les premières étapes d'un projet comprennent généralement l'élaboration du concept, la conception initiale et la validation du produit, ainsi que certains tests d'esthétique et de fonctionnalité. Dans ce cas, la rapidité de livraison est vitale et l'impression 3D pourrait bien être la solution à retenir, mais ce n'est pas un choix définitif. Dans le domaine de la fabrication additive, il existe différentes technologies qui offrent toutes différentes possibilités à des prix différents. En définitive, il est toujours judicieux de travailler avec un fournisseur qui dispose d'un vaste choix et fournit de bons conseils.
En général, il faut compter entre une et cinq pièces pour le prototypage du concept initial. L'impression 3D ou l'usinage CNC constituent donc le meilleur choix. Si vos besoins se chiffrent en centaines, vous pouvez également envisager le moulage par injection rapide pour la réalisation de pièces moulées.
Chacune des technologies de fabrication implique des compromis et vous devez réfléchir à la vitesse, au coût et au niveau d'information dont vous avez besoin lors des premières étapes. Vous pouvez par exemple avoir besoin de prototyper une pièce au moyen de l'impression 3D, mais vous devez savoir comment elle sera fabriquée. Cela peut nécessiter un changement de technologie ultérieurement pour que les prototypes de préproduction utilisent la même matière et le même procédé de fabrication.
Procédés Protolabs
Prototypage à un stade plus avancé
Une fois que vous avez validé les prototypes pour l'assemblage, la forme, la fonction et l'esthétique, vous devez optimiser la fabricabilité. C'est à ce stade que vous passerez sur le processus de fabrication final.
Dans le cas du moulage par injection, il se peut que vous souhaitiez modifier les conceptions des prototypes de manière à pouvoir produire l'outillage de moulage plus rapidement ou à moindre coût. De même, vous souhaiterez obtenir un moulage optimal. La modification de l'angle de dépouille d'un moule en est un bon exemple, car elle permet d'améliorer considérablement l'éjection des pièces et donc l'état de surface et le taux d'impact.
En pratique, un fournisseur vous aidera à concevoir un moule et vous proposera des modifications pour le réaliser ou améliorer sa conception. Protolabs a automatisé ce processus de sorte que, lorsque vous téléchargez votre fichier CAO pour le moulage par injection, vous recevez un devis et une analyse de la conception en vue de la fabrication en quelques heures.
Mais outre cela, il est également utile de réaliser un prototype en utilisant le même procédé que pour la fabrication finale. Et si vous utilisez le moulage par injection, vous n'avez pas besoin d'attendre les 10 à 12 semaines qui sont habituellement nécessaires pour les moules en acier. Avec les moules en aluminium, ce procédé devient « rapide » et permet de livrer des pièces en quelques jours seulement.
Mieux encore, si vous concevez votre moule avec soin, vous pouvez le modifier pour ajuster vos pièces de production, mais, à ce stade, il est préférable de demander conseil à votre fournisseur.
Lien avec la production
Un autre avantage du moulage par injection rapide est qu'il peut vous faciliter le passage du prototypage à la production en petites séries. Si vous avez seulement besoin de 50 000 pièces, vous pouvez peut-être vous arrêter là. Il peut également servir de passerelle vers la production de masse en vous fournissant des pièces jusqu'à ce que votre outillage final en acier soit prêt.
Enfin, le moulage par injection rapide vous permet de tester le marché et, si nécessaire, de réitérer votre conception avant de vous lancer.
Mais surtout, cette phase de prototypage, ou de production en petites séries, permet de valider le processus de production rapidement et à moindre coût, ce que permettent également les prototypes réalisés par usinage CNC ou par l'un des différents procédés de fabrication additive.
Il n'y a pas de règles définitives pour le prototypage lors du développement de produits, si ce n'est que je vous conseille de ne pas l'ignorer. Ce qu'il vous faut exactement et à quel moment dépend de vos besoins individuels. Il est préférable de s'adresser à un fournisseur qui offre un large éventail de technologies et qui peut vous aider tout au long du processus et, si nécessaire, jusqu'à la production initiale.
