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Qu’est-ce que le prototypage ?
Le prototypage est une des étapes clés dans le processus d’innovation produit. Après l’idée, le design et la maquette numérique, le prototype est la première production concrète et réelle de la pièce à réaliser.
Longtemps, le prototypage a été vu comme “un projet dans le projet” car les coûts de production d’une pièce unitaire était exorbitant. Le prototypage nécessitait en effet des budgets importants et spécifiques, des équipes d’ingénierie dédiées et une réflexion approfondie pour trouver des alternatives aux formes complexes, aux matériaux spéciaux et à la production d’une pièce unique.
Le prototype une fois produit était donc un premier exemplaire précieux de la pièce ou du sous-ensemble final car il n’était pas possible de réaliser de multiples versions permettant de tester plusieurs conceptions.
Désormais, avec les nouvelles technologies de modélisation et de production à la demande comme l’usinage CN ou l’impression 3D, la pré-industrialisation est devenue simple, rapide et moins coûteuse. Le prototypage s’intègre maintenant parfaitement dans les nouvelles façons de travailler des bureaux d’étude qui nécessitent des itérations plus nombreuses, des cycles plus courts et des prototypes fidèles à la pièce finale souhaitée.
Le prototypage rapide permet de rendre concret des concepts et des idées dans les meilleurs délais et de valider l’ensemble des fonctions d’une pièce finale, afin de préparer son passage en production de série.
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En quoi est-ce intéressant de réaliser un prototype ?
- Pour vous aider à communiquer vos idées de manière efficace
Le prototypage permet de transformer vos idées en réalisations concrètes ayant l’apparence et les caractéristiques de véritables pièces issues de production. Le prototypage permet d’aller au-delà de la visualisation virtuelle pour mieux appréhender l’aspect, les fonctionnalités d’un produit, et créer des échanges au sein de son équipe ou avec ses clients. Passer de l’idée à la réalisation est donc tout l’intérêt du prototypage.
- Pour tester différentes conceptions et faire les meilleurs choix.
Dans le développement d’un produit technique, vous pouvez faire face à plusieurs choix de conception et la maquette virtuelle ne suffit pas forcément pour éclairer vos décisions et vous apporter les réponses dont vous avez besoin. Le prototypage permet aujourd’hui de créer facilement et rapidement plusieurs versions d’un même produit et de les comparer. Vous pouvez ensuite réaliser les tests dont vous avez besoin : tests mécaniques, tests thermiques, tests d’usure, tests d’assemblage, tests d’ergonomie, test en utilisation réelle…
En fonction de l’étape de conception dans laquelle vous êtes et votre industire, le type de prototype pourra être différent : simple preuve de concept (POC ou Proov Of Concept), prototype non fonctionnels (reproduisant simplement l’aspect physique), prototype fonctionnel (avec certaines caractéristiques finales attendues), prototypes d’ingénierie (le plus abouti et le plus proche de la pièce finale attendue).
- Dérisquer le passage en production série
Finalement, le prototypage comme il existe aujourd’hui permet tout simplement de réduire les risques lorsque vous décidez de passer en production série. En ayant pu tester tous les paramètres possibles et réduit les zones d’ombres et d’incertitudes, vous pouvez lancer vos projets plus sereinement. Moins de risques techniques, moins de risques financiers, moins de défauts de conception, avec le pré-industrialisation vous économisez du temps, de l’argent et améliorez la performance de vos produits.
Les solutions de prototypage : Imprimante 3D ou Usinage CN ?
Pour prototyper une pièce rapidement à partir d’un fichier CAO, 2 solutions s’offrent à vous : l’impression 3D et l’usinage. Bien que l’impression 3D ait été fortement mise sur le devant de la scène ces dernières années, l’usinage de prototype est une option présentant de nombreux avantages.
Les différents matériaux
L’usinage permet par exemple de travailler une multitude de métaux et de plastiques différents là où l’impression 3D se limite à certaines catégories de métaux et plastiques. Cela permet donc de tester des prototypes dans différentes déclinaisons de matériaux pour réaliser vos essais notamment.
La précision
Le prototypage par usinage permet d’atteindre des degrés de précision de l’ordre du centième de millimètres voir du micron. Aussi, la qualité de surface obtenue est largement supérieure à ce que l’on peut obtenir avec l’impression 3D. Passer par l’usinage pour prototyper les pièces d’un sous ensemble permet de tester des pièces complexes utilisées dans des mécanismes de haute précision.
La fidélité du prototype réalisé à la pièce finale
Avec l’usinage, le prototype est extrêmement fidèle à la pièce finale que serez amené à produire en série : sa résistance mécanique, son comportement thermique et son mode de production se rapproche le plus fidèlement possible de la version finale que vous cherchez à atteindre.
Pour conclure, le prototypage est une étape décisive dans le processus d’innovation des entreprises industrielles. Pour faire les bons choix et réaliser des tests concluants, il est important de pouvoir produire un prototype facilement et ayant les caractéristiques les plus proches de celles que vous visez. Pour prototyper vos pièces, pensez désormais usinage !
