Comment optimiser vos designs pour réduire les coûts de prototypage sans perdre la fonctionnalité

L'optimisation de la conception est un outil clé pour réduire les coûts dans la fabrication additive de pièces et prototypes. Que vous travailliez avec usinage CNC, impression 3D ou d'autres technologies de fabrication de pièces, appliquer certains critères dès l'étape de conception peut faire une grande différence en délai, devis et résultats. 

Le succès d'un bon prototype ne dépend pas seulement de la technologie de fabrication choisie, mais aussi —et surtout— de la conception. Ajuster certains paramètres lors de la phase de modélisation peut réduire significativement les coûts de production sans compromettre la fonctionnalité ni les performances du produit. De plus, une conception optimisée facilite la fabrication, accélère les délais de livraison et minimise les erreurs aux étapes ultérieures. 

Dans cet article, nous vous expliquons comment appliquer les principes clés de conception pour optimiser vos prototypes, gagner du temps et de l'argent, et accélérer le développement de produit sans perdre en qualité. 

Simplifiez les géométries : moins c'est plus

Une règle de base mais puissante : plus la pièce est simple, plus sa fabrication est économique. Les géométries avec des cavités profondes, des rayons internes très petits ou des parois trop fines constituent un défi tant pour l'usinage CNC que pour l'impression 3D. Ces complexités obligent à utiliser des outils spéciaux, à augmenter les temps de fabrication ou à assumer des risques de déformations ou de ruptures. 

Réduire les éléments inutiles, maintenir une épaisseur de paroi constante et éviter les détails purement esthétiques permet de réduire le temps de travail des machines, de mieux exploiter le matériau et d'éviter les erreurs de fabrication. Par exemple, en impression 3D, une conception avec des supports mal positionnés peut considérablement augmenter le temps et le coût d'impression. 

Conception en pensant à la technologie que vous allez utiliser

Ce n'est pas la même chose de concevoir une pièce pour être imprimée en 3D que pour être usinée. Chaque technologie a des limites spécifiques qui affectent directement la conception. En fabrication additive, il convient d'orienter les pièces pour réduire les supports, éviter les longs porte-à-faux et profiter de la liberté de formes complexes que permet cette technique. En revanche, en usinage industriel, il faut tenir compte de l'accessibilité des outils, du nombre d'axes nécessaires ou du type de matériau. 

Appliquer les principes de Design for Manufacturing (DFM) à l'étape de modèle 3D est essentiel. Adapter le modèle à la technologie de production choisie évitera des redessins coûteux et réduira le temps et le devis nécessaires pour obtenir un prototype fonctionnel.

Réduire les pièces et les assemblages : intégrer les fonctions

Chaque composant supplémentaire entraîne des coûts supplémentaires, tant pour la fabrication que pour le montage. Si votre conception nécessite d'assembler plusieurs pièces, évaluez si certaines fonctions peuvent être intégrées dans un seul corps. Cela réduit non seulement le nombre de processus, mais aussi le risque d'erreurs d'assemblage ou de désajustements dimensionnels. 

Particulièrement dans le prototypage rapide, la simplification de l'ensemble en une seule géométrie peut faire la différence entre un prototype fonctionnel livré en quelques jours et une série de pièces nécessitant des ajustements manuels. De plus, en réduisant les assemblages et les éléments mobiles, vous augmentez également la fiabilité de la pièce pour les tests fonctionnels ou les présentations. 

Choisir le matériau en fonction de la phase de développement

Le matériau influence autant le coût que la fonctionnalité du prototype. Aux étapes initiales, il n'est pas nécessaire d'utiliser le matériau définitif. Vous pouvez opter pour des matériaux moins onéreux ou plus faciles à usiner, comme des plastiques techniques standards, qui permettent de valider le design sans engendrer de gros coûts. Plus tard, lorsque le modèle sera validé, vous pouvez fabriquer avec des matériaux finaux comme PA12 ou même de l'aluminium. 

Chez Proto&Go!, nous offrons une large variété de matériaux et de technologies tant pour l' impression 3D professionnelle que pour l'usinage CNC, ce qui nous permet de nous adapter au moment exact de votre projet et de vous proposer la meilleure option qualité/prix.