Pourquoi utiliser l'impression 3D lors de la conception d'un appareil

Après avoir choisi son design il est nécessaire de s’assurer que le produit que l’on est en train de concevoir répond correctement aux usages en validant sa prise en main. C’est à ce moment là que nous avons eu recours à l’impression 3D. Nous vous donnons ici les principales questions à se poser lorsque l’on souhaite utiliser l’impression 3D lors de sa phase de conception produit.

Impressions 3D de la calculatrice NumWorks

Que pourrez-vous décider sur une impression 3D ?

La première idée quand vous faites une impression 3D, c’est de pouvoir vous représenter physiquement un objet que vous n’avez jusque là vu que sur des dessins ou des rendus. Vous pourrez le prendre dans les mains, valider les proportions ou simuler les usages futurs.

Ca a été le cas avec notre calculatrice. L’impression 3D a permis de valider l’intuition que nous avions eu sur le fonctionnement général de la coque de protection. En manipulant l’impression 3D, nous avons bien vu que le plus simple pour l’utilisateur était de pouvoir faire coulisser la coque le long de l’appareil pour l’enlever mais aussi et surtout, de pouvoir la clipser pour la remettre, plutôt que de la faire coulisser à nouveau.

L’observation des proportions de l’objet est aussi un atout de l’impression 3D. Sur un produit tel que le nôtre nous avons pu tester l’espacement des touches, chose qui ne pouvait être validée à partir de simples dessins. En imprimant en 3D plusieurs versions de la calculatrice avec des écartements de touches plus ou moins grands, nous avons pu choisir le clavier le plus agréable à manipuler.

Qu’est-ce que vous ne pourrez pas voir sur une impression 3D ?

Malheureusement, une impression 3D a des limites : elle ne donnera pas une représentation fidèle du produit final.

En effet, l’impression 3D ne permet pas de faire des pièces qui auront les mêmes propriétés plastiques que les pièces finales selon le matériau et la technique utilisée (dépose de fil ou frittage). Impossible par exemple de tester l’assemblage par vis de notre produit imprimé en 3D à partir des plans destinés à l’injection plastique, cela aurait cassé les puits de vis.

Le choix du plastique est extrêmement important. Sur certaines impressions, la faible rigidité du matériau d’impression choisi a par exemple fait vriller les pièces. Il peut être parfois utile d’utiliser un plastique qui a des caractéristiques proches de celles du plastique final. Par exemple, pour valider l’utilisation de la coque, nous avons utilisé un plastique ayant une rigidité équivalente à celle du polycarbonate.

Tête d'imprimante 3D

Pourquoi ne pas demander directement des pièces en usine ?

Si la qualité des impressions 3D ne permet pas de se représenter un produit fini, pourquoi ne pas demander directement des pièces en usine dans le matériau final ?

La majorité des pièces plastiques sont fabriquées par un procédé d’injection plastique : des billes de plastique fondues sont injectées dans un moule en acier qui, une fois refroidi, éjecte la pièce plastique ainsi produite.

Chaque pièce étant spécifique, il est nécessaire de fabriquer un moule pour chaque forme de plastique voulue. Et les coûts de fabrication d’un moule d’injection sont extrêmement élevés (plusieurs dizaines de milliers d’euros) car c’est un processus long et délicat. Avant de demander la fabrication d’un moule, il vaut donc mieux bien valider ses plans techniques grâce à l’impression 3D.

Si des doutes persistent il est possible de demander des pièces usinées. A partir d’un bloc en plastique, on retire de la matière par usinage, jusqu’à obtenir la pièce voulue. Cela est plus long et plus cher que l’impression 3D mais les propriétés mécaniques sont bien plus fidèles.