Méthodes courantes de formage de prototypes pour la conception de produits industriels

Les produits qui viennent d'être conçus ne peuvent généralement pas être parfaits et peuvent même être inutilisables. S'il y a des défauts dans le processus de production directe, ils seront tous mis au rebut, ce qui entraînera un gaspillage important de main-d'œuvre, de ressources et de temps.

Qu'il s'agisse de concevoir un produit élégant ou d'en tester la fonctionnalité, la compréhension des diverses techniques de formation des prototypes peut faire toute la différence. Plongeons dans le monde du prototypage et découvrons les méthodes qui façonnent l'innovation.

Méthodes courantes de formage des prototypes : Un guide approfondi

Le prototypage est une étape cruciale dans le développement d'un produit, car il permet de combler le fossé entre la conception et la production finale. Diverses méthodes sont employées pour créer des prototypes, chacune adaptée à des besoins, des matériaux et des complexités de conception différents. Parmi les méthodes courantes de création de prototypes, on peut citer l'impression 3D pour une production complexe et rapide, Usinage CNC pour des modèles précis et durables, et le moulage par injection pour l'évolutivité.

Les prototypes sont souvent nécessaires lors du développement ou de la conception de produits à partir de zéro. Les opérations de fabrication de moules nécessitent souvent une ou plusieurs méthodes de formage de prototypes fonctionnels basés sur les dessins d'aspect du produit ou les plans structurels afin de tester l'aspect ou la rationalité structurelle.

Le prototypage est utilisé pour tester la faisabilité d'un produit sans ouvrir son moule. Le prototypage consiste généralement à produire un petit nombre d'échantillons avec une perte minimale de main-d'œuvre et de ressources au cours du cycle de production ; à identifier rapidement les défauts de conception du produit et à apporter des améliorations, en fournissant des preuves suffisantes pour la finalisation de la conception et la production en série.

Il existe plusieurs méthodes de création de prototypes, chacune présentant des avantages et des inconvénients différents.

1. Sculpture sur boue

La sculpture manuelle d'un produit en trois dimensions à l'aide d'argile est appelée sculpture en argile. Au début de la fabrication industrielle, lorsqu'il n'y avait pas d'équipement automatisé, les prototypes fabriqués à la main étaient tous sculptés à l'aide d'argile.

Le matériau utilisé pour la sculpture en argile est la pâte à modeler dure, qui est généralement sculptée à la main. Le sculpteur utilise la pâte à modeler pour empiler et sculpter en se basant sur le concept de design du produit ou en se référant à des images de design, et obtient finalement un modèle en pâte à modeler de l'apparence du produit.

Pour obtenir un modèle d'apparence de haute qualité, les exigences relatives au sens esthétique et à la touche artistique du sculpteur sont relativement élevées, de sorte que le coût est relativement plus important.

2. Traitement de la machine à sculpter CNC

La machine de gravure CNC est un processus de fabrication relativement traditionnel de méthodes de formation de prototypes, qui permet un usinage fin avec de petits outils de coupe et qui a la capacité de fraiser, de rectifier, de percer et de tarauder à grande vitesse. Il est largement utilisé dans de nombreux domaines tels que l'industrie 3C, l'industrie des moules, l'industrie médicale, etc.

Le prototype réalisé par Usinage CNC du magnésium La technologie de traitement des outils peut refléter avec précision les informations exprimées dans les dessins, et la qualité de la surface des méthodes de formage des prototypes est élevée, en particulier après l'application du revêtement de surface et de la sérigraphie. Elle est même plus éclatante que le produit fabriqué après l'ouverture du moule.

Le traitement CNC est adapté aux produits présentant des exigences élevées en matière de résistance des matériaux, aux produits de grande taille et à la haute précision. Les matériaux appropriés sont le plexiglas, la résine, le bois, le métal (y compris le cuivre, l'aluminium et l'acier doux d'une dureté inférieure à HRC40).

La plupart des Usinage de prototypes CNC utilisées pour la fabrication de prototypes sont des machines à 3 axes. Certaines pièces structurelles complexes doivent être traitées séparément, puis assemblées manuellement, car une machine à 3 axes ne peut traiter qu'une seule surface à la fois.

3. L'impression 3D

L'impression 3D est généralement réalisée à l'aide de la technologie numérique, de méthodes de prototypage et d'imprimantes matérielles. Elle est souvent utilisée dans la fabrication de moules, le design industriel et d'autres domaines pour créer des modèles, et progressivement utilisée pour la fabrication directe de certains produits. Il existe déjà des pièces imprimées à l'aide de cette technologie. Cette technologie est utilisée dans la bijouterie, la chaussure, le design industriel, l'architecture, l'ingénierie et la construction (AEC), l'automobile, l'aérospatiale, les industries dentaires et médicales, l'éducation, les systèmes d'information géographique, le génie civil, les armes à feu et d'autres domaines.

Il existe de nombreuses technologies différentes pour Impression 3Dqui se distinguent par leur façon d'utiliser les matériaux disponibles et de créer des pièces en les assemblant en différentes couches.

Les matériaux courants pour l'impression 3D comprennent les résines, la fibre de verre en nylon, les matériaux en nylon durable, l'acier inoxydable, les matériaux en aluminium, les alliages de titane, l'argenture, l'orfèvrerie, les matériaux en gypse, les matériaux en caoutchouc, etc.

L'impression 3D est une méthode peu coûteuse (utilisation élevée des matériaux), à cycle rapide, simple à mettre en œuvre, de haute précision pour la fabrication de prototypes, et qui peut être intégrée quelle que soit la complexité de la structure du produit. Cette méthode de moulage est la plus populaire et constitue un complément important aux méthodes de traitement traditionnelles plutôt qu'un remplacement.

4.moulage de composés de silicone

Le procédé de moulage au silicone consiste à démousser, mélanger, préchauffer et mouler le matériau de coulée sous vide, suivi d'un processus de durcissement secondaire pendant 2 à 3 heures dans un thermostat à 60°C-80°C.

L'imitation produite par le moule en silicone peut atteindre la résistance et la dureté de l'ABS et d'autres matériaux. L'utilisation d'un moule en silicone permet de fabriquer plus de 20 produits identiques. Cela réduit considérablement le coût de développement, le cycle et le risque du produit.

Le moulage en caoutchouc de silicone peut être idéal pour les méthodes de formage de prototypes. Il permet de fabriquer des échantillons de structure complexe avec une épaisseur de paroi uniforme qui répondent à des critères fonctionnels et esthétiques spécifiques, à des coûts inférieurs et à des cycles plus rapides que le moulage. moules en fer. Le moulage en caoutchouc de silicone doit donc être envisagé pour la production de petits lots d'échantillons répondant à certaines normes fonctionnelles et esthétiques.

Le moulage en silicone permet aux fabricants de produire des matériaux tels que l'ABS, le PC, le PP, le caoutchouc souple, le PMMA, le nylon et le PVC, pour n'en citer que quelques-uns.

Inconvénients du moule en silicone : Comme les moules en silicone n'offrent pas de résistance aux acides ou aux alcalis, au vieillissement ou à l'usure irrégulière, leur durée de vie tend à être courte. En outre, des marques, des stries ou des surfaces inégales apparaissent souvent sur leurs surfaces, car il s'agit de moules souples dont la plage de tolérance est comprise entre 0,1 et 0,2 mm ; par conséquent, la précision du développement des produits n'atteint pas un niveau élevé.