Prototypage pour la production en série

Un prototype de fonderie à la cire perdue efficace doit être plus qu'une simple réplique. Il doit être suffisamment robuste pour les essais de résistance, représenter fidèlement la géométrie de la pièce finale et permettre de valider le concept. Un prototype fonctionnel bien réalisé constitue la première étape essentielle pour faire passer un projet de la planche à dessin à la production à grande échelle.

Signicast propose diverses technologies de prototypage adaptées aux besoins spécifiques des projets, et notre équipe d'experts en ingénierie possède une vaste expérience dans la production de prototypes pour divers secteurs et applications.

Options de prototypage pour des essais productifs

Pour sélectionner le procédé de prototypage le plus adapté, les propriétés physiques et les exigences d'essai du composant final doivent être déterminées. Ces exigences permettent de restreindre les options disponibles.

Prototype sur outillage dur en petite série

Lorsqu'un procédé de prototypage est nécessaire pour produire de nombreuses pièces correspondant précisément aux propriétés mécaniques et physiques, aux dimensions et aux tolérances du composant final, un prototype sur outillage dur en petite série constitue le choix le plus efficace. Bien qu'il implique un coût initial d'outillage, il permet de produire des prototypes à un prix unitaire inférieur à celui des procédés utilisant des SLA ou des PMMA. Si un projet exige un prototype exact et des essais rigoureux de limite d'élasticité, un prototype sur outillage dur est la solution optimale.

Modèle en cire imprimé en 3D

Pour la validation de conception, la preuve de concept, la validation du remplissage ou la reproduction des propriétés mécaniques d'un composant moulé à la cire perdue, les modèles en cire imprimés en 3D offrent efficacité et délais rapides. Ces modèles sont fabriqués en interne en quelques heures, puis immédiatement transformés en composants métalliques fonctionnels. Les récents progrès technologiques ont simplifié la validation des états de surface sur ces prototypes. La principale contrainte de ce procédé est la taille du composant, les imprimantes ne pouvant traiter que des pièces d'environ la taille d'un cube Rubik's ou plus petites.

SLA (stéréolithographie)

Le SLA est similaire aux modèles imprimés en 3D, mais est utilisé lorsque la taille de la pièce dépasse la capacité de notre imprimante 3D, généralement autour de la taille d'une feuille de papier (6 à 8 pouces de hauteur). Comme les modèles en cire imprimés en 3D, les prototypes SLA reproduisent les propriétés mécaniques d'un composant moulé à la cire perdue et sont utiles pour le prototypage de validation d'assemblage et de conception. La principale différence, outre la taille, est que l'élimination du modèle en SLA est plus manuelle.

PMMA (polyméthacrylate de méthyle)

Les modèles en PMMA sont similaires aux modèles SLA et peuvent accueillir des pièces plus grandes que celles adaptées au SLA. À l'instar des modèles en cire 3D et du SLA, le PMMA est utile pour améliorer les états de surface, valider l'assemblage et la conception, et reproduire les propriétés mécaniques d'un composant moulé à la cire perdue. Le PMMA constitue également un bon indicateur de la résistance et de la répétabilité des géométries complexes.

Usiné dans la masse

L'usinage à partir de barres pleines est généralement un procédé très rapide, idéal pour produire des pièces dimensionnellement précises destinées à l'évaluation de l'assemblage et à la preuve de concept. Pour garantir la rapidité, ce procédé convient particulièrement aux pièces en alliage d'aluminium en faible volume. L'usinage des aciers inoxydables et des aciers au carbone est plus long, ce qui peut augmenter les coûts.

DMLS (frittage laser direct de métal)

Ce procédé convient aux prototypes présentant des géométries complexes et des caractéristiques précises impossibles à réaliser avec un outillage. Il est toutefois important de noter que le DMLS ne reproduit pas toujours les propriétés mécaniques d'une véritable pièce moulée à la cire perdue. Bien qu'il soit excellent pour les preuves de concept et les démonstrations, il pourrait ne pas résister aux essais en conditions réelles.

Quel procédé de prototypage est le plus efficace pour la production en série ?

Lors d'un lancement de produit réussi, une combinaison de différents procédés peut être utilisée. Le procédé de prototypage optimal pour chaque étape d'essai dépend de l'ampleur du projet et de sa proximité avec le lancement du produit.

À mesure que le projet approche de la production en série, il est recommandé de passer à une production de fonderie à la cire perdue de courte durée sur outillage dur. Cela permet de tester et de valider de manière exhaustive toutes les exigences du composant final.

Maximiser la valeur des prototypes

Un aspect crucial, mais souvent négligé, du prototypage consiste à impliquer le fournisseur dès la phase initiale de conception. Il est préférable de concevoir le prototype pour une fabricabilité optimale, et le moyen le plus direct d'y parvenir est de collaborer avec des ingénieurs concepteurs expérimentés en fonderie à la cire perdue. Cette approche proactive peut éviter des contretemps lors du prototypage, tels que la nécessité de reconcevoir une pièce afin d'assurer un bon écoulement et une bonne solidification dans le moule, la coulabilité ou la compatibilité avec l'alliage.