Comment utiliser la fabrication additive par impression 3D afin de développer de nouveaux concepts ? C’est ce que nous allons découvrir !

Quel est le rapport entre l’invention et la fabrication additive ?

Dans le cadre d’une invention d’un concept produit, au début de la conception il faut le plus souvent être capable de faire du prototypage rapide.

Une solution consiste à faire usiner des pièces en métal principalement en aluminium, ou dans d'autres matériaux type plastique/nylon représentatif par exemple d'une pièce injectée en polypropylène.

De toute façon, il faut déjà faire un plan pour pouvoir sous-traiter l'usinage. L'alternative est l'impression 3D qui sous une appellation marketing regroupe en fait un ensemble de solutions pour certaines très anciennes comme la stéréolithographie.

Cette technique s'est démocratisée notamment à travers des imprimantes 3D à fils, à destination des particuliers mais également via un réseau de prestataires professionnels.

Pourquoi l’utiliser  et dans quel contexte ?

Il s'agit essentiellement de valider un concept dès sa naissance.

Quand le produit fait de plus l'objet d'un développement en série, cela permet par exemple des réaliser des têtes de série identiques en CAO au moule d'injection en cours de mise au point. Alors on peut donner le top à la fois au moule (top outillage) et au produit injecté (top démarrage tête de série).

Souvent cette mise au point fait l'objet d'itérations CAO. Après itérations CAO, il vaut mieux valider physiquement la version finalisée par une nouvelle impression 3D par sécurité avant d'engager des investissements financiers importants liés à l'ouillage ou des enjeux de commercialisations.

L’impression 3D pour valider un concept.

L’impression 3D peut être utilisée pour réaliser des objets "proof of concept" c'est-à-dire permettant de se convaincre techniquement de la pertinence et du réalisme de la proposition innovante.

A titre d’exemple, il peut s'agir d'une proposition innovante de cinématique de pliage que l'on s'attache à vérifier. Dans ce cas, les faits sont têtus ; soit le pliage/dépliage fonctionne soit non.

Par ailleurs, il est très préférable que l'objet bien que technique soit présentable.

En effet s'il n'est pas vraiment présentable, seul un interlocuteur technique avisé peut comprendre à travers le prototype l'invention et détecter son potentiel en faisant abstraction de l'aspect imparfait de l'objet.

Il est bien plus préférable de réaliser à la même étape un objet que tous les interlocuteurs peuvent découvrir et comprendre, si possible avec l'effet wahoo !

Quels logiciels de modélisation utiliser et pourquoi?

En tant qu'inventeur, vous n’avez pas forcément le professionnalisme d'un dessinateur dont c'est le métier.

Vous avez donc la possibilité de vous adresser à un dessinateur professionnel.

Cependant il est possible d’arriver à dessiner soi-même les pièces nécessaires en utilisant un outil CAO gratuit tel que FreeCad et d’exporter les fichiers au format step ou stil pour l'impression 3D.

En parallèle, le fait de dessiner des inventions en CAO permet de plus de réaliser les figures nécessaires dans le cas d'un dépôt de brevet.

Exemple d’une proposition de roue de poussette pliable imprimées en 3D.

Il s'avère qu'il existe déjà des propositions techniques de roues pliables.

Dans certains cas, la jante est découpée en un certain nombre de secteurs (6 à 8) articulés entre eux de façon à pouvoir adopter une forme de cercle lorsque les secteurs sont contigus et une forme allongée quand la roue est pliée.

Si la bande de roulement qui est la partie de la roue en contact avec le sol est  également découpée, cela provoquera des saccades au passage d'un secteur à un autre secteur.

Par expérience, cela est déjà inacceptable dans le domaine de la manutention pour un chariot de manutention, dans le domaine du commerce pour un chariot de supermarché et encore plus pour une poussette d'enfant.

Dans cette proposition, la bande de roulement du pneu est continue. Pour faire cela de façon la plus efficace possible, la roue est  entièrement conçue en CAO et réalisée pour l'essentiel en impression 3D pour les pièces plastiques.

Dans un temps très court, la mise au point a été rendue possible en impression 3D avec plusieurs versions CAO et plusieurs stades prototypes physiques avant de présenter cette roue pliable au public d’un salon d’inventions.

VIDEO https://youtu.be/LqCnkjVQUIs

De plus il a été possible de non seulement de présenter la roue pliable mais également deux structures pliables de poussettes exploitant ces roues pliables.