Pour trouver la méthode de prototypage optimale, posez les bonnes questions

Michael Paloian | 07 février 2021

Une phase critique lors de la conception et du développement d’un produit est la vérification de votre conception. La vérification de la conception peut être réalisée soit par simulation, soit par prototypage. Le prototypage est généralement la méthode privilégiée pour la vérification de la conception de petites pièces en plastique en raison de sa rentabilité, de sa précision et de sa commodité.

Il n'y a pas si longtemps, seules deux options de prototypage étaient disponibles pour les concepteurs et les ingénieurs : les prototypes usinés/fabriqués à la main ou les prototypes de pièces moulées par injection. Aujourd’hui, de nombreuses autres options sont disponibles, la plus populaire étant le prototypage rapide 3D. Cependant, chaque méthode de prototypage a ses avantages ainsi que ses limites. Cet article passera en revue les différentes options de prototypage plastique en fonction de leurs avantages et inconvénients pour vous aider à décider quelle méthode est la mieux adaptée à vos besoins.

Vous trouverez ci-dessous une liste des méthodes de prototypage plastique actuellement disponibles :

La sélection de la meilleure option doit être basée sur vos besoins. Une liste suggérée de considérations importantes comprend :

Il n’y a pas si longtemps, il existait très peu d’options pour créer des prototypes en plastique. Il y a environ 25 ans, tous les prototypes en plastique étaient soit usinés, fabriqués à la main, coulés ou, dans une mesure très limitée, moulés par injection à l'aide d'un outillage temporaire. Il n'y avait pas d'autres options.

Fabriquer un prototype en plastique était extrêmement coûteux, prenait du temps et était très imprécis. Seul un groupe très limité d'ateliers proposait le moulage par injection de prototypes, ce qui était très coûteux et s'accompagnait de longs délais de livraison. Cette option a été rarement utilisée. La plupart des prototypes en plastique ont donc été fabriqués à la main ou, dans certains cas, usinés CNC.

Nous devons également nous rappeler que les conceptions étaient principalement détaillées en 2D traditionnelle, puisque la CAO 3D en était encore à ses balbutiements. À cette époque, la CAO 3D consistait principalement en une modélisation filaire ou solide très primitive. Des prototypes d'ingénierie « de type production » ont été fabriqués à la main sur la base d'une interprétation manuelle de dessins 2D. Cela entraînait souvent des écarts importants par rapport aux impressions en raison des interprétations ou des erreurs du maquettiste et des limites des outils. Les concepteurs ont patiemment attendu le prototype pendant des semaines, voire des mois, ce qui constituait toujours un goulot d'étranglement dans le processus de conception. C’était une expérience déchirante, car on ne savait jamais comment le design allait se dérouler. De plus, on s'interrogeait toujours sur l'exactitude du modèle, sans jamais savoir si le modéliste avait truqué le design qui camouflerait les erreurs jusqu'au moulage des pièces.

Aujourd'hui, la modélisation CAO 3D, la simulation informatique et de nombreuses options de prototypage ont accéléré de manière exponentielle le processus de conception. Des projets qui nécessitaient autrefois un an pour se développer peuvent désormais être réalisés en un mois ou deux, et parfois en quelques semaines ! Les modèles CAO 3D peuvent désormais être reproduits avec précision avec tous les détails subtils, notamment l'ébauche, les rayons, les logos en relief et des dizaines d'autres caractéristiques critiques, sans aucune interprétation ni erreur humaine. Bien entendu, ce changement de paradigme est le résultat de la CAO 3D, de l’impression 3D et de l’usinage CNC. Cependant, si l’une de ces options de prototypage est mal appliquée, les résultats peuvent conduire à des conclusions erronées. Les concepteurs doivent sélectionner la méthode de prototypage la mieux adaptée à leurs besoins. J'examinerai ces options de prototypage sur la base des 12 considérations mentionnées précédemment.

Avant de décider d’une méthode de prototypage, vous devez d’abord vous demander : quel est le but du prototype ? Les prototypes sont utilisés pour de nombreuses raisons différentes. Par exemple, vous aurez peut-être besoin d’un modèle réaliste et non fonctionnel à présenter au marketing ou aux ventes. Ce modèle doit avoir la finition de surface, les couleurs, les graphiques et les matériaux corrects pour représenter avec précision la conception de production finale afin que les spectateurs puissent en évaluer l'apparence. Dans d’autres situations, votre prototype sera soumis à des produits chimiques agressifs ou à des tests d’impact. Vous aurez peut-être besoin d'un prototype pour évaluer les facteurs humains tels que la force nécessaire pour libérer un couvercle en plastique ou un bouchon de bouteille. Vous souhaiterez peut-être évaluer la facilité d’assemblage et la facilité d’entretien. Enfin, vous souhaiterez peut-être simplement évaluer rapidement un concept à un coût minime. Toutes ces situations vous mèneront à une option de prototypage différente.