Dans le monde du prototypage rapide, chaque projet présente des défis uniques : formes complexes, exigences mécaniques, besoins esthétiques ou contraintes budgétaires. Pour répondre à ces variables, de plus en plus de concepteurs et d’ingénieurs ont recours à des stratégies de fabrication hybrides, combinant l’impression 3D et l’usinage CNC dans un même prototype.

Dans cet article, nous examinons dans quels cas il est judicieux d’opter pour cette combinaison de procédés, quels avantages elle présente par rapport à l’utilisation d’une seule technologie et comment éviter les erreurs courantes lors de la planification d’un prototype avec des matériaux mixtes.

Avantages de combiner l’impression 3D et l’usinage CNC dans le prototypage rapide

Lorsque l’impression 3D et l’usinage CNC sont combinés dans une même pièce ou un ensemble de pièces, il est possible de tirer parti des points forts de chaque technologie :

• L’impression 3D permet de réaliser des géométries complexes, internes ou même flexibles, avec des délais et des coûts très compétitifs grâce aux progrès réalisés dans le domaine des imprimantes 3D industrielles.
• L’usinage CNC offre une précision supérieure, une meilleure finition de surface et permet de travailler avec des matériaux métalliques ou techniques hautement performants grâce à la fabrication CNC en ligne.

Cette combinaison permet, par exemple, de fabriquer le corps principal d’un produit avec des matériaux d’impression 3D tels que le polyamide, et d’ajouter un couvercle usiné en aluminium anodisé pour améliorer la rigidité structurelle ou l’aspect visuel.

Un autre cas courant consiste à utiliser des composants imprimés pour valider les ajustements ou les emboîtements, et à usiner les pièces fonctionnelles qui seront soumises à des contraintes ou à des frottements lors de leur utilisation réelle.

Quand est-il judicieux d’utiliser des matériaux mixtes dans la fabrication de pièces ?

Les stratégies de prototypage mixte sont particulièrement utiles lorsque :

• L’objectif est d’optimiser le coût du prototype sans renoncer à certaines performances techniques ou esthétiques.
• Il est nécessaire de valider une partie fonctionnelle (par exemple, une zone de contact, des filetages, des roulements) qui nécessite des tolérances plus strictes ou des matériaux spécifiques à l’aide de pièces usinées.
• Certaines pièces nécessitent une finition esthétique soignée, comme les boutons, les couvercles ou les panneaux visibles.
• Il est nécessaire de réduire le temps total de fabrication en répartissant les pièces entre différents processus en fonction de leur complexité.

Considérations relatives à la conception 3D et à l’assemblage dans les processus hybrides

L’utilisation de matériaux et de technologies différents nécessite une bonne planification dès la phase de conception. Quelques aspects clés :

• Concevoir des interfaces ou des points de jonction adaptés entre les pièces imprimées et usinées (tolérances, emboîtements, fixations), à l’aide d’outils de modélisation 3D compatibles.
• Choisir des matériaux compatibles entre eux en fonction de leur comportement thermique ou mécanique.
• Tenir compte de l’ordre d’assemblage : certaines pièces imprimées peuvent présenter de légères variations dimensionnelles qui doivent être prises en compte dans la conception des composants usinés.
• Prévoir des opérations de post-traitement (ponçage, peinture, anodisation, inserts métalliques…) si des finitions fonctionnelles ou esthétiques spécifiques sont requises.

Exemples concrets de prototypage hybride dans différents secteurs

De plus en plus d’entreprises misent sur des solutions hybrides pour accélérer le développement de produits.

Dans le secteur médical, par exemple, on utilise des coques imprimées avec la technologie SLA combinées à des composants internes usinés en aluminium ou en POM, ce qui permet d’évaluer à la fois la conception ergonomique et la fonctionnalité de l’ensemble.

Dans l’industrie automobile, des prototypes fonctionnels sont produits à partir de structures imprimées et de pièces d’assemblage usinées, ce qui accélère les tests d’assemblage sans nécessiter de moules.

Dans l’industrie automobile, des prototypes fonctionnels sont produits à partir de structures imprimées et de pièces d’assemblage usinées, ce qui accélère les tests d’assemblage sans nécessiter de moules.

Proto&Go! : services d’impression 3D et d’usinage CNC pour le prototypage rapide

Chez Proto&Go!, nous savons que de nombreux projets nécessitent plusieurs technologies. C’est pourquoi notre plateforme de prototypage en ligne vous permet de télécharger vos fichiers 3D et de sélectionner, dans une même commande, des pièces pour l’impression 3D, l’usinage CNC ou le moulage en silicone. Vous recevrez votre devis en moins de 24 heures, en toute transparence et sans complications.

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