Imprimante 3D ou solution de prototypage rapide ? Comment faire la différence (et économiser des millions)

Article de Kelly Clancy mis à jour le 17 janvier 2017

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Avant de vous plonger dans votre prochain achat d'impression 3D pour le prototypage rapide (RP), mettons l'accent sur le processus de développement de votre produit.

Le processus de développement du produit, qui transforme un concept en un produit prêt à être commercialisé, joue un rôle essentiel dans la réussite fonctionnelle et économique de votre produit et de votre société mère.

prototypage rapide

Une nouvelle année. Nouveaux défis pour l'entreprise d'innovation de produits.

Il est crucial pour les entreprises de mesurer efficacement la performance de leur cycle de développement de produits - en utilisant des facteurs tels que le délai d'exécution (les mois/années civils qui s'écoulent entre le développement du concept et la fin de la production pilote) et l'effort d'ingénierie (les mois/années-personnes nécessaires pour aller du développement du concept à la fin de la production pilote).

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Considérez ensuite qu'au cours des dernières années, la demande des consommateurs pour la variété et la personnalisation des produits n'a fait qu'augmenter. En outre, la durée de vie des produits ne cesse de diminuer. Pour rester compétitif, vous devez non seulement développer de plus en plus de produits, mais aussi vous préparer au fait qu'ils restent sur le marché pendant des périodes de plus en plus courtes.

Cela signifie que votre cycle de développement de produits doit être plus intelligent, plus agile, plus productif et plus efficace. En outre, les décisions que vous prenez aux premiers stades du cycle de développement du produit peuvent affecter des investissements de plusieurs millions de dollars plus tard.

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Des montures de designer prototypées avec des couleurs et des motifs sur l'imprimante 3D multi-matériaux et en couleurs Stratasys J750

Alors, qu'est-ce que cela signifie pour vous, l'entreprise de conception et de développement de produits, en ce début d'année 2017 ?

Le prototypage rapide

L'impression 3D, la série de technologies permettant aux entreprises de transformer rapidement des conceptions sur écran en objets physiques uniques, est utilisée depuis près de trois décennies par bon nombre des entreprises de conception et de fabrication les plus grandes et les plus exigeantes du monde. Depuis le début du millénaire, elle s'est rapidement répandue dans les petites entreprises, les ateliers de RP et les groupes de travail de conception, au point que la plupart d'entre eux reconnaissent pleinement les possibilités de l'impression 3D. Beaucoup considèrent que cette technologie fait partie intégrante, voire est indispensable, à leur cycle de conception et de développement de produits. Mais attention, toutes les solutions d'impression 3D ne se ressemblent pas !

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Mythe : La seule différence entre les imprimantes 3D à usage général et les solutions RP professionnelles est le prix.

Au cours des deux ou trois dernières années, on a assisté à une explosion des petites imprimantes 3D d'entrée de gamme à usage général qui prétendent avoir des capacités de prototypage "professionnelles" dans leur documentation.

Si ces imprimantes 3D constituent effectivement un outil d'entrée utile dans la technologie au sens large, une entreprise qui cherche à faire une percée sérieuse dans son cycle de développement de produits doit être consciente de tous les facteurs qui séparent l'impression RP professionnelle de l'impression 3D générale. Voici quelques questions qui méritent d'être posées avant de faire le grand saut :

Quelle part du flux de travail du RP ce système peut-il réellement prendre en charge ?
C'est bien beau de parler de prototypage, mais en quoi cela consiste-t-il exactement ?

Au étape de vérification du conceptvous avez besoin d'un système capable de produire de multiples itérations simples, rapidement, dans un matériau de modèle rentable. À ce stade du processus de RP, vous évaluez principalement la " forme ", c'est-à-dire la forme que prendra le produit. Et c'est là qu'une imprimante 3D d'entrée de gamme sera peut-être la plus performante, tant que le modèle n'est pas trop grand ou complexe.

Au stade étape de validation de la conceptionvous avez réduit votre conception à un ou deux finalistes et vous voulez maintenant tester à la fois la "forme" et l'"ajustement", ce qui, selon votre produit, exigera des tolérances élevées, plusieurs matériaux ou couleurs dans une seule construction, des parois minces, des géométries complexes (nécessitant un matériau de support soluble), des pièces mobiles et plus encore. Pour tout effort sérieux de validation de la conception, la majorité des petites imprimantes 3D de bureau ne fourniront tout simplement pas la précision, les détails et la répétabilité nécessaires.

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Prototype fonctionnel imprimé en 3D testé sur la chaîne de montage chez Schneider Electric.

Enfin, vous voulez tester les performances fonctionnelles de la conception - en utilisant des tests de résistance, des tests de chute ou une utilisation limitée dans des applications réelles. À ce stade, les matériaux de qualité technique sont essentiels. Si le PLA, matériau économique, était idéal au stade de la conception, pour les performances fonctionnelles, vous avez besoin d'ABS, d'ASA, de PC, de PC-ABS, de différents types de nylon, d'ULTEM, etc . de qualité production.

Au-delà de l'objectif relativement étroit du flux de travail de la PR, des questions plus larges se posent concernant le temps d'apprentissage et d'utilisation, le soutien et la capacité d'avenir. Des questions telles que :

Combien de temps dois-je consacrer à sa mise en service, à son fonctionnement quotidien et à son entretien ?

Et...

Quelle est son évolutivité par rapport à mes besoins futurs ?

Là encore, les différences entre la pléthore d'imprimantes 3D disponibles sur le marché et les systèmes RP professionnels peuvent être frappantes. La plupart des imprimantes 3D d'entrée de gamme sont encore nouvelles sur le marché et n'ont généralement subi qu'un minimum de tests rigoureux sur le terrain. Elles ne disposent que de peu d'outils de gestion du flux de travail et, en raison de la portée limitée du fournisseur, elles ont tendance à avoir très peu d'assistance à la clientèle à l'échelle mondiale - tout cela affecte l'efficacité globale de votre RP à moyen et long terme.

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Évaluation d'un prototype de pièce imprimée en 3D chez Sodimas Elevators

Conclusion : Réfléchissez à l'efficacité globale de la solution

Tout cela signifie que les entreprises soucieuses de renforcer leur compétitivité doivent agir rapidement pour comprimer leurs cycles de conception et de développement de produits grâce à une approche systématique de la RP et de l'impression 3D. Cela signifie qu'il faut peser le pour et le contre des imprimantes 3D d'entrée de gamme à usage général par rapport aux systèmes RP professionnels.

Un bon point de départ est de considérer les investissements en matière de propriété intellectuelle, d'ingénierie et de logiciels qui ont permis de développer l'efficacité globale des solutions disponibles. Ensuite, considérez comment cela affecte à la fois votre délai d'exécution et votre effort d'ingénierie. Vous serez peut-être surpris de constater que les différences peuvent se chiffrer en millions, voire en milliards, de coûts sur l'effort de développement et la durée de vie de votre produit final.

Restez à l'écoute dans la deuxième partie pour apprendre comment mieux quantifier l'efficacité globale de la solution.

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Kelly Clancy