La fabrication numérique est un processus relativement récent qui soulève toujours beaucoup de questions. Nous avons souhaité, au travers de cette FAQ, apporter quelques éléments de réponse vis à vis des questions les plus courantes.  N’hésitez pas à nous contacter également pour tout complément.

Pour pouvoir répondre à cette question, certains éléments sont à prendre en compte : 

  • Quel est l’usage de la pièce ?
  • Subit-elle des contraintes mécaniques plus ou moins importantes ?
  • Sert-elle à faire fonctionner un engin motorisé ?
  • Dans quel matériau est la pièce d’origine ?
  • Quelles sont les dimensions de la pièce ?
En fonction des réponses, le choix de l’impression 3D peut, ou non, répondre au besoin :
 

– Pour les matériaux : nous ne pouvons réaliser que des pièces en 3D dans des matériaux polymères (type ABS, résine…). Notre atelier n’imprime pas encore le métal. Cette technologie existe mais reste réservée, en raison de son coût élevé, à des industries de pointe.

– Pour l’usage de la pièce : Comme l’impression 3D fonctionne par fusion de matière, couche après couche, avec une densité variable de matière à l’intérieur de la pièce (paramétrable suivant les technologies), la pièce finale peut présenter moins de résistante qu’une pièce d’origine injectée. Par sécurité pour nos clients, nous ne réalisons pas, en impression 3D, de pièces en mouvement, comme des pignons, qui serviraient à réparer des engins motorisés, car nous ne pouvons tester la résistance de la pièce en amont et apporter une garantie suffisante. Il en est de même si la pièce à reproduire doit subir des charges de traction, flexion importantes. Par rapport à ces situations spécifiques, ou une forte résistance du matériau est nécessaire, nous proposerons plutôt la réparation de la pièce par usinage numérique dans des polymères très résistants  (POM, PA6…) et si la géométrie de la pièce permet ce type de procédé. Pour toutes les autres situations, l’impression 3D permet souvent de réaliser rapidement des pièces robustes et fonctionnelles du moment que les paramètres de fabrication sont adaptés à l’usage souhaité.

– Pour les dimensions des pièces, nos capacités ne peuvent excéder ~380 mm de côté et 290mm en hauteur.

– En dehors des cas pré-cités, la reproduction d’une pièce reste théoriquement possible.

Chaque technologie permet de répondre à des besoins précis. Quel que soit votre besoin, nous pourrons vous conseiller vers la technologie la plus appropriée.

Parmi les technologies que nous proposons :

  • La technologie par dépôt de matière fondue (FDM) permet de réaliser des pièces robustes, et fonctionnelles, d’un volume appréciable jusqu’380mm. La matière est déposée en fusion sur des largeurs de 0,4 mm. L’état de surface n’est pas lisse et laisse apparaitre les couches de fabrication de 100 à 200µm. Cette technologie ne permet pas de restituer des détails fins en dessous du millimètre. Il existe une grande variété de matériaux et de couleurs pour répondre à différents besoins. Les pièces peuvent faire l’objet de posts-traitements spécifiques de peinture. Cette technologie reste la plus abordable économiquement.
  • La technologie par stéréotlithographie laser (SLA) offre la possibilité de réaliser des pièces précises à 200µm près, avec un état de surface très lisse. Elle est particulièrement adaptée pour restituer de petits détails, et fabriquer des pièces de faibles dimensions. La fabrication part d’un bain de résine liquide qui sera polymérisée, couche par couche, par un laser jusqu’à reconstituer la pièce finale. Les résines possèdent différentes propriétés mécaniques de dureté et de souplesse pour répondre à de nombreux usages. Cette technologie nécessite davantage de posts-traitements manuels que les autres et présentent un coût pièce plus élevé. Cette technologie permet de s’approcher réellement de la future pièce de série.
  • La technologie par usinage numérique garde une place tout à fait complémentaire à l’impression 3D car elle permet de produire des pièces complexes en 3D dans des matériaux très durs et très résistants. L’usinage n’offre toutefois pas les mêmes degrés de liberté dans le design de la pièce que ne le permet l’impression 3D.

Les surfaces de fabrication sont variables en fonction des technologies choisies par rapport aux moyens de l’atelier. Elles peuvent atteindre jusqu’à ~380x380x280mm en dépôt de matière et ~170x350x60 mm en usinage. Lorsqu’une pièce volumineuse >350mm nécessite d’être produite par impression 3D, nous privilégions une fabrication en sous-éléments avec un assemblage final. Cela permet d’éviter d’avoir un seul batch d’impression avec des durées prohibitives de plusieurs dizaines d’heures et des risques d’échecs sur de telles durées. De fait, cela permet de produire des pièces plus grandes que la surface de fabrication propre à chaque machine.

Notre atelier peut imprimer des matériaux polymères classiques type ABS, PLA, des polymères spéciaux chargés (carbone, kevlar), des polymères souples, des résines avec différentes propriétés (type ABS, PP, Flexible, chargé en fibre de verre…). Nous travaillons aussi des matériaux comme le Polyacétal (POM), le PA6-G, pour la fabrication par usinage. N’hésitez pas à consulter la rubrique « Nos services/impression 3D » et « Nos services/Usinage numérique » pour plus de détails et à nous solliciter directement pour toutes questions concernant votre projet.

La réponse est généralement non, car bien souvent si vous n’êtes pas en possession du modèle numérique de la pièce, il faudra le créer avant de pouvoir fabriquer la pièce par impression 3D. Si la pièce est disponible dans le commerce, elle est certainement produite par des moules d’injection à plusieurs milliers d’exemplaires chaque jour, et à un coût très compétitif. L’impression 3D permet de répondre à des besoins spécifiques comme créer des pièces nouvelles qui n’existent pas encore, ou reproduire des pièces qui deviennent introuvables pour pouvoir réparer un objet.

Plusieurs facteurs influent sur le temps d’impression d’une pièce, avec pour principaux critères, ses dimensions, l’épaisseur des couches de fabrication, le taux de remplissage, la vitesse d’impression en fonction de la technologie utilisée. Sur ce dernier point, quelle que soit la technologie utilisée, le processus d’impression consiste toujours à fabriquer la pièce, couche après couche, sur des hauteurs généralement comprises entre 10 à 200µm. A titre d’exemple, l’impression d’un cylindre, rempli à 100%, de 100mm de long par 50mm de diamètre prendrait environ 15H en technologie SLA avec des couches de 100µm. Ceci peut sembler encore très lent, ce qui est vrai, mais ce temps doit être relativisé avec le fait qu’il est quand même possible de produire des pièces très complexes dans un laps de temps très court, de quelques heures, à quelques jours, alors qu’auparavant, il aurait fallu plusieurs semaines avec des moyens conventionnels (moulages intermédiaires, usinages de sous éléments…).

Si la reproduction est techniquement réalisable et compatible avec l’usage final souhaité, la reproduction nécessite tout d’abord de créer le modèle numérique de la pièce en 3D, si vous ne l’avez pas en votre possession. Nous appelons cette étape la rétro-conception de la pièce. Deux techniques peuvent être mises en oeuvre pour la réaliser :

– Si la pièce est complexe, avec des formes courbes : il faudra passer par une étape de numérisation 3D. La pièce est scannée sous tous les angles pour récupérer les géométries de sa surface. Le résultat de la numérisation est un maillage polygonal surfacique constitué de millions de polygones. Le modèle obtenu, peut parfois être suffisant pour lancer une fabrication, mais une étape de rétro-conception complémentaire, par modélisation 3D, est souvent nécessaire : Elle permet de combler les parties non accessibles au scanner (cavités, trous), de corriger les défauts pris par le scanner. Généralement, lorsqu’il s’agit de reproduire une pièce mécanique, il est souvent très utile de faire une reconstruction des surfaces de l’objet pour obtenir un volume 3D propre et plus facilement réalisable. Ceci induit néanmoins plus de travail et impact le coût final.

– Si la pièce est peu complexe, que toutes les dimensions sont facilement accessibles, alors nous modéliserons les courbes et les surfaces de la pièce dans notre logiciel 3D. Ceci permet d’éviter le processus de numérisation.

Une fois le modèle 3D obtenu, la fabrication pourra être engagée sur les moyens de l’atelier qui seront les plus adaptés au projet : impression 3D ou usinage numérique

L’impression 3D permet de créer des modèles complexes qui ne seraient pas réalisables avec des moyens plus traditionnels. Cela étant, la fabrication reste limitée aux capacités de réalisation des machines.  Les technologies que nous utilisons à l’atelier (FDM, SLA) nécessitent, suivant la géométrie de la pièce, et des portes à faux, à prévoir des supports de maintien qui doivent être retirés en fin de fabrication. En dehors de ces contraintes, l’impression 3D offre des degrés de liberté inégalés pour concevoir le design d’une pièce.

Chaque pièce étant un cas particulier, il est difficile de répondre à cette question, car le coût est calculé en tenant compte de plusieurs facteurs :

– Le temps nécessaire pour la création du modèle numérique 3D de la pièce, comprenant soit une numérisation 3D seule (pièces artistiques), soit une numérisation 3D + une rétro-conception par modélisation (pièces mécaniques complexes), soit une modélisation 3D seule (pièces peu complexes).  Sachant que pour chaque variante, suivant la complexité de la pièce, la durée d’une étape peut être plus ou moins longue.

– La fabrication de la pièce elle-même : le coût sera dépendant du temps et de la technologie de fabrication, des matériaux choisis, et des post-traitements nécessaires (retrait des supports, ponçage de finition, application d’une teinte…)

Pour chaque projet, nous regardons toujours quelles sont les possibilités les plus avantageuses pour nos clients. Par exemple, si une numérisation n’est pas requise, nous ne la proposons pas. Nous proposons aussi des forfaits de modélisation de manière à ce que l’enveloppe budgétaire soit maîtrisée même si nous devons passer un peu plus de temps que prévu sur le projet.

En synthèse, pour pouvoir vous donner une estimation fiable, nous vous conseillons d’utiliser notre formulaire dans la section « demandez votre devis » en bas de page car il permet de bien cerner votre besoin.

L’impression 3D est un processus relativement écologique dans la mesure où il permet de limiter fortement les déchets de fabrication, au juste nécessaire, par rapport à d’autres technologies, plus classiques, comme l’usinage.  Toutefois, nous ne pouvons pas dire que l’impression 3D ne produit aucun déchet, ce n’est pas la réalité, car suivant les technologies d’impression 3D, certaines nécessitent l’utilisation de supports de fabrication pour maintenir les zones en porte à faux pendant la fabrication. Ces supports sont retirés en fin de fabrication et représentent donc un déchet.  Il est toutefois possible de réduire ces déchets au strict nécessaire en adaptant parfois légèrement le design de la pièce pendant la phase de conception pour limiter le besoin de supports.  Par ailleurs, à l’atelier nous conservons nos déchets pour fabriquer des produits intermédiaires dont nous avons besoin comme des colles.

L’autre intérêt de l’impression 3D est de pouvoir produire rapidement et localement des pièces complexes, de l’unité à des petites ou moyennes séries. Ces possibilités de « re-localisation » des fabrications évitent de produire des pièces à l’autre bout du monde. La fabrication peut être engagée dans des délais très courts, à la demande, et sans toujours devoir consentir un investissement initial important au lancement d’une nouvelle pièce. En ce sens, l’impression 3D contribue aussi à réduire les matières premières utilisées et l’impact des transports intercontinentaux.

Enfin, concernant les matériaux, même si la fabrication de prototypes 3D restent souvent en matériaux polymères, pour des questions techniques de fabrication et de coût,  les matériaux évoluent constamment pour proposer des compositions plus écologiques avec du sourcing Français, ou Européen. Le choix d’un matériau par rapport à un autre est toutefois guidé par l’usage de la pièce à produire et des propriétés mécaniques qui sont attendues.

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