Comment prototyper une pièce plastique ?
Différentes technologies pour prototyper une pièce plastique
Prototyper une pièce plastique semble être devenu très simple. Aujourd’hui la technologie de fabrication additive devient courante et on peut facilement trouver une imprimante très peu coûteuse. Mais, sans compétences en modélisation 3D, il s’avère parfois compliqué de dessiner et d’obtenir sa pièce.
Par ailleurs, les technologies additives, bien que plébiscitées, ne couvrent pas forcément l’ensemble des besoins liés à un prototype.
Les méthodes les plus courantes pour prototyper sont bien sur les technologies de fabrication additive. Mais on peut aussi parler de moulage silicone, ou éventuellement de tôlerie pour les pièces plastiques.
La fabrication additive ?
La fabrication additive peut être de plusieurs types, nous nous attarderons uniquement sur les procédés les plus courants que sont le dépôt de fil (FDM), le frittage laser (SLS) et la stéréolothographie (SLA).
Cette technologie se base sur le dépôt de couches successives de matière par extrusion d’un filament chauffé.
Ces différentes couches fusionnent ensemble et, en refroidissant, durcissent pour donner une pièce en volume.
Le laser balaye la surface de la poudre pour la faire fusionner et créer une couche mince solide en 2D. Couche après couche, on construit la pièce en volume.
Cette technologie présente deux avantages principaux : on peut réaliser des pièces de bonne résolution, et on peut fabriquer des pièces sans prévoir de supports d’impression.
Le procédé est très similaire au frittage laser. Au lieu d’utiliser une poudre, on utilise ici un bain de résine liquide. De même, le laser balayera la surface de la résine pour fusionner les couches de la pièce les unes après les autres.
La stéréolithographie possède l’avantage de réalisée des pièces de très haute qualité, ayant un aspect lisse, et d’être aujourd’hui très abordable.
Toutes ces technologies sont très intéressantes pour des prototypes. Elles permettent d’avoir des pièces de qualité, rapidement et à un coût modeste. Néanmoins, malgré de nombreux progrès dans ce domaine, les aspects mécaniques sont difficiles à valider avec des comportements parfois éloignés d’une pièce série (pièces cassantes, autorisant mois de déformations…)
Prototyper une pièce plastique avec le moulage silicone sous vide ?
Le moulage silicone est un peu plus complexe que les techniques présenté précédemment pour prototyper une pièce plastique. On réalise tout d’abord un master de la pièce à fabriquer, souvent en SLA. En effet, cela permet d’obtenir une qualité de surface importante.
A partir de ce master, on réalise un moule en silicone, qui servira au moulage de la pièce définitive. Puis on coule une résine polyuréthane dans le moule à l’intérieur d’une chambre de vide. Le vide d’air permet d’assurer que la résine se répartisse dans tout le moule. C’est une étape importante car ici, à la différence de l’injection industrielle, la résine n’est pas injectée sous pression.
L’avantage principal de cette technique est qu’elle est très proche du procédé industriel, mais à une très faible fraction du prix. Néanmoins attention, même si l’on peut jouer sur la formulation de la résine polyuréthane afin d’adapter les caractéristiques de la pièce (flexibilité, couleur, transparence…), on reste éloigné des caractéristiques d’une pièce injectée dans un moule acier industriel.
Le moule silicone, tel que présenté ci-dessus, permet la réalisation de pièces de forme en plastique avec une très grande qualité. Le résultat est similaire à ce que l’on pourrait obtenir en injection plastique classique. Ce procédé bien que très qualitatif, est souvent un peu plus long, et un peu plus coûteux. On le réserve donc en général aux prototypes nécessitant de s’approcher d’une pièce industrielle.
La tôlerie plastique ?
Bien que méconnu, le procédé de tôlerie plastique est très intéressant pour le prototypage. Il permet en effet de réaliser des pièces unitaires sans investissements coûteux d’outillages.
Sa mise en œuvre est relativement simple. On découpe des plaques de plastique que l’on va ensuite plier et coller entre elles afin d’obtenir la pièce voulue. Ce procédé est très utilisé pour les boîtiers et pupitres de commande.
L’un des avantages, est que lorsque l’on réalise une pièce en tôlerie plastique, on peut ensuite fabriquer la série de la même manière. Le procédé étant plutôt économique pour de la série.
Cela vous a donné des idées et des envies ? Vous avez conçu une pièce mais ne savez pas comment la fabriquer ?
