Prototype avec 3DEXPERIENCE Make
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Pour l'impression 3D et l'usinage CNC
3DEXPERIENCE Make et prototype
Le prototype est un élément essentiel du processus de conception car il permet aux inventeurs et aux ingénieurs de valider rapidement leurs idées et de les améliorer. La rapidité et l'agilité ont toujours été importantes, mais dans le monde actuel, qui évolue rapidement, elles sont les clés du succès.
Vous ne pouvez pas vous permettre de passer des années à perfectionner un concept, car la demande peut avoir été satisfaite par quelqu'un d'autre ou le besoin peut avoir changé. Dans le même temps, vous ne voulez pas vous précipiter dans le lancement d'un produit qui doit encore être affiné.
Le prototype combine le progrès qui découle du développement itératif avec le rythme nécessaire pour saisir rapidement les opportunités.
Le prototype n'est pas un concept nouveau, il est utilisé depuis des siècles, mais comme tout ce qui nous entoure, il a été radicalement transformé par la technologie. Les outils de prototypage disponibles aujourd'hui ne manquent pas, des maquettes physiques de base aux simulations virtuelles complexes.
Le choix de l'outil le plus approprié dépend de vos besoins, de votre niveau de compétence et de l'objet à concevoir.
3DEXPERIENCE Make est une plate-forme de fabrication à la demande qui vous permettra de créer des prototypes. Elle relie l'écosystème industriel des concepteurs, ingénieurs, acheteurs et planificateurs de la production aux fournisseurs de services de fabrication industrielle.
Qu'est-ce qu'un prototype ?
Un prototype est l'occasion de prendre une idée et de la concrétiser. La création d'une ébauche ou d'un premier échantillon vous permet d'en savoir plus sur un produit , et de tester la fonctionnalité d'une conception.
Elle vous permet d'expérimenter et de voir comment les différentes parties sont liées les unes aux autres, et d'évaluer si la création finale sert son objectif. Elle permet également d'effectuer des comparaisons et peut être partagée avec des collègues ou des clients pour obtenir un retour d'information précieux.
Il est également beaucoup plus facile et moins coûteux d'apporter des modifications à ce stade précoce plutôt qu'après avoir investi du temps et de l'argent dans la fabrication.
Avantages d'un prototype
Le prototype est le meilleur moyen de s'assurer que ce que vous avez l'intention de faire correspond effectivement aux besoins des utilisateurs ou résout un problème. Il coûte toutefois du temps et de l'argent. Le montant exact dépendra de l'outil, du matériau ou des méthodes utilisés et du fait que vous décidiez de les fabriquer vous-même ou de confier la production à un fabricant spécialisé.
Des bases solides
Le prototype offre une base solide pour expérimenter, itérer et apporter des améliorations, et fournit un retour d'information inestimable sur la fonctionnalité, la conception et les coûts de production.
Réduction des erreurs
Le prototype vous permet de détecter des erreurs potentiellement coûteuses beaucoup plus tôt dans le processus de développement et d'apporter des modifications en conséquence.
Partage du concept
Le prototype vous permet de partager le concept avec plusieurs parties prenantes (internes et externes) afin qu'elles puissent donner leur avis sur les éléments qui fonctionnent le mieux et ceux qui doivent être améliorés ou supprimés.
Gain de temps
Le prototype accélère la mise sur le marché et réduit les coûts de commercialisation.
Notre réseau de fournisseurs de services de fabrication à la demande
Dassault Systèmes et jumeaux virtuel
Les entreprises avant-gardistes utilisent déjà les technologies de jumeau virtuel pour reconfigurer leurs opérations et leurs produits depuis le début. Ce faisant, elles acquièrent un degré élevé de prévisibilité quant au fonctionnement de ce processus, produit ou service.
Aujourd'hui, 85 % des véhicules électriques et 75 % de l'énergie éolienne dans le monde sont construits à l'aide de jumeaux virtuels de la 3DEXPERIENCE de Dassault Systèmes. Ces technologies offrent une myriade de capacités et d'avantages tout au long du cycle de vie des produits, notamment :
- Recherche et développement - accès aux données sur les performances passées des produits ; modélisation avancée de scénarios ; visibilité de l'impact sur le cycle de vie et collaboration multidisciplinaire.
- Conception et ingénierie : conception générative, prototypage et essais virtuels, accès organisé aux données pertinentes.
- Fabrication - amélioration de la rétroaction opérationnelle ; surveillance et maintenance intelligentes des équipements ; optimisation des processus ; contrôles automatisés basés sur les conditions d'exploitation en temps réel.
- Transport et logistique - planification algorithmique et optimisation des itinéraires ; gestion de la flotte ; suivi des conteneurs ; surveillance des expéditions par capteurs ; virtualisation et visualisation des infrastructures.
- Utilisation des produits - alerte avancée en cas de défaillance et gestion des risques ; optimisation de la performance des logiciels par voie aérienne ; surveillance et diagnostic à distance des actifs ; service et maintenance intelligents des actifs ; perspectives d'amélioration opérationnelle en temps réel.
- Fin de vie - simulation et planification de l'exécution du déclassement basées sur des données ; visibilité détaillée de l'état des actifs et des composants ; suivi de la récupération des matériaux et des composants.
Les univers virtuels de Dassault Systèmes 3DEXPERIENCE sont utilisés pour imaginer, concevoir et tester les produits, matériaux et processus radicalement nouveaux nécessaires pour créer un avenir durable.
Qu'est-ce que le prototypage rapide ?
Le prototypage rapide est le processus de transformation rapide d'un modèle numérique 3D en un objet physique. Cela se fait généralement en combinant un logiciel de CAO avec des machines-outils automatisées de fabrication assistée par ordinateur (FAO) ou à commande numérique par ordinateur (CNC).
Les exemples les plus courants sont les tours, les routeurs, les fraiseuses ou les perceuses, les découpeuses à eau, au plasma ou au laser, les machines à décharge électrique (EDM) et les meuleuses. Ce sont tous des procédés de fabrication soustractive. Ils enlèvent de la matière d'un bloc, d'une barre, d'une feuille ou d'une tige solide.
De plus en plus, les concepteurs et les ingénieurs utilisent des techniques de fabrication additive, plus communément appelées impression 3D. Ce terme recouvre une variété de procédés différents, qui impliquent tous l'application d'un matériau, généralement du plastique, du métal ou un composite, en de nombreuses couches fines pour construire une forme en 3D.
L'ensemble du processus est contrôlé par ordinateur, ne nécessite qu'un minimum de préparation et ne produit pratiquement aucun déchet. L'impression 3D est donc une méthode rentable et efficace pour créer des objets de n'importe quelle forme ou complexité.
La technologie est abordable et accessible, et les imprimantes 3D de bureau sont à la fois compactes et faciles à utiliser. Le processus de prototypage peut ainsi être réalisé en interne, sans avoir à faire appel à des prestataires de services externes.
Quelle est la place du prototypage dans le cycle de développement d'un produit ?
Les différentes formes de prototypage représentent différentes étapes du processus de conception. La première consiste à identifier et à comprendre un besoin, un problème à résoudre. Cette graine d'idée peut ensuite prendre vie grâce aux formes les plus simples et les plus faciles de prototypage - un croquis ou un diagramme.
Ces dessins à plat sont ensuite utilisés pour créer des prototypes simplifiés en 3D. Ces modèles ne sont souvent pas à l'échelle et sont fabriqués à partir de matériaux moins chers et plus accessibles que ceux destinés au produit final. Parmi les exemples courants, citons le carton, la mousse, l'argile, le bois, le plastique et les métaux doux comme le laiton ou l'aluminium.
Ces versions brutes permettent d'identifier les éléments ou les fonctions qui doivent être améliorés et conduisent à la création de prototypes plus détaillés et plus fonctionnels. Après approbation, il s'agit généralement de la dernière étape avant que le prototypage ne passe à la production.
Quels sont les outils de prototypage les plus courants ?
Les progrès technologiques ont transformé les outils, les matériaux et les méthodes de prototypage. Par le passé, les dessins et les échantillons étaient réalisés à la main par des artisans qualifiés. Ils étaient esquissés sur papier, sculptés dans l'argile, découpés dans le bois ou façonnés dans le métal.
Aujourd'hui, le prototypage est plus rapide, moins cher et plus précis grâce aux logiciels numériques et aux machines telles que les imprimantes 3D et les robots de découpe. Cela rend le processus plus facile et plus efficace, et aide les non-artistes à créer des modèles détaillés.
Malgré l'accès à des technologies toujours plus puissantes et abordables, il est encore fréquent que les outils manuels et les systèmes numériques modernes soient utilisés conjointement.
Les outils et méthodes de prototypage peuvent être répartis en quatre groupes :
Dessins et maquettes de base
Modèles fonctionnels
Prototypes numériques
Prototypage rapide
DESSINS ET MAQUETTES DE BASE
Le moyen le plus efficace de conceptualiser rapidement une idée. Cependant, cette méthode de prototypage manque de détails et omet tout ou partie des fonctions. Elle ne représente pas non plus l'aspect et la convivialité du produit final.
Ce dont vous aurez besoin : Fournitures artistiques générales, outils de découpe, adhésifs, papier, carton, mousse, argile, bois, plastique, métaux doux.
Avantages : Rapide, bon marché et efficace à produire ; fournit une vue d'ensemble rapide du produit ; facile à modifier et à tester plusieurs nouvelles versions ; équipement et matériaux abordables et largement accessibles ; ne nécessite pas un haut niveau de compétence.
Inconvénients : manque de détails ; peut ne pas être à l'échelle ; ne montre pas comment le produit final fonctionnera et se comportera ; prend du temps ou est impossible à fabriquer des pièces complexes et des assemblages compliqués.
MODÈLES DE TRAVAIL
Les modèles de travail ou de démonstration permettent de tester le fonctionnement d'un concept dans le monde réel. Le fait qu'ils soient fabriqués entièrement, ou en partie, à partir du matériau final permet aux ingénieurs et aux utilisateurs de mieux évaluer l'aspect et la sensation du produit.
Les méthodes de prototypage qui produisent des modèles entièrement fonctionnels ou finement détaillés peuvent toutefois impliquer des sommes importantes de temps et d'argent, et ne peuvent probablement être réalisées que par une personne hautement qualifiée.
Ce dont vous aurez besoin : des outils électriques et/ou des machines-outils pour la coupe, la soudure, le formage et la finition ; des fixations mécaniques ; du bois, des plastiques, des métaux et des composites de qualité supérieure.
Les avantages : La fabrication est relativement rapide, bon marché et efficace ; elle permet d'avoir une vision plus approfondie du produit et de son fonctionnement ; il est encore assez facile d'apporter des modifications et de tester différentes itérations ; les outils électriques et les matériaux sont largement abordables et accessibles.
Inconvénients : un plus grand nombre et une plus grande variété d'outils et d'équipements de sécurité sont nécessaires ; les machines-outils sont grandes et coûteuses ; la précision demande du temps et de la précision ; les limites de l'usinage rendent certaines formes coûteuses ou impossibles à réaliser ; un niveau de compétence moyen à élevé est requis.
PROTOTYPES NUMÉRIQUES
Grâce aux progrès des logiciels numériques, le prototypage peut désormais être réalisé sur ordinateur. Le résultat est un flux de travail de conception beaucoup plus agile et efficace.
Les logiciels de conception assistée par ordinateur (CAO) sont largement utilisés pour créer toutes sortes de choses, des modèles statiques de squelette ou de cadre métallique en 2D aux animations 3D très détaillées.
L'arrivée plus récente de technologies immersives telles que la réalité virtuelle et la réalité augmentée permet d'intégrer le contenu numérique dans l'environnement réel de l'utilisateur.
La réalité virtuelle (RV) utilise un casque pour remplacer le champ de vision et le son de l'utilisateur afin de l'immerger totalement dans une simulation virtuelle. La réalité augmentée (RA) utilise des applications sur un smartphone ou une tablette pour projeter des images sur le monde physique.
Le prototype numérique le plus puissant est un jumeau virtuel. Il s'agit d'un modèle virtuel scientifiquement précis utilisé pour simuler, visualiser, prédire et optimiser le comportement d'un objet dans différentes conditions.
Les avantages : Passer directement du concept à la création sans le temps et les coûts liés à la fabrication d'objets physiques ; aucune limite de conception ; peut produire des modèles très précis, complexes ou compliqués ; facile à modifier et à produire différentes versions ; intègre des conceptions antérieures et des données sur les performances ; peut être facilement partagé avec plusieurs parties prenantes.
Inconvénients : les créations sont intangibles ; elles nécessitent une grande puissance de traitement informatique ; les logiciels et les équipements peuvent être coûteux et longs à maîtriser au plus haut niveau ; ils peuvent faire l'objet de cyberattaques.
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