Prototype de scie circulaire avec des pièces métalliques et des pièces bleues FDM

Prototypage fonctionnel

Testez et perfectionnez vos créations grâce à des essais précis et rigoureux

L'impression 3D contient la promesse d'un développement flexible et itératif des produits. Le prototypage fonctionnel avec des thermoplastiques techniques ou des matériaux numériques révèle le fonctionnement de votre produit, bien avant de l'envoyer en production.

Simulation de surmoulage

Prototype imprimé en 3D d'écouteurs en couleurs en matériaux rigides et de type caoutchouc

Grâce à sa capacité à injecter deux ou plusieurs matériaux en même temps, la technologie d'impression 3D PolyJet a révolutionné la conception de produit, en permettant de créer des prototypes comprenant des pièces surmoulées prêtes à l'utilisation.

Surmoulage imprimé en 3D grâce à la technologie PolyJet

Le surmoulage est un processus de moulage dans lequel deux ou plusieurs matériaux sont combinés afin de produire une unique pièce. La pièce associe généralement sans accroc un plastique rigide à un élastomère de type caoutchouc. Le résultat est une surface douce au toucher et non glissante que l'on trouve communément sur les outils mécaniques, les brosses à dents, les rasoirs, l'électronique grand public, les dispositifs médicaux, et autres.

Une pièce surmoulée commence avec le moulage d'un substrat thermoplastique rigide. Un élastomère thermoplastique (TPE) est moulé par dessus le substrat. Le substrat en plastique et le TPE sont joints, par moulage par insertion ou par moulage multi-injection.

Le moulage par insertion est un processus à deux étapes. Tout d'abord, le substrat rigide est moulé. Il est ensuite placé dans la cavité d'un moule sur une autre machine de moulage par injection et le TPE est injecté directement par dessus le substrat. Le moulage multi-injection est lui, réalisé sur une presse de moulage par injection qui injecte plusieurs matériaux en une seule opération. Cela permet de surmouler le TPE immédiatement après le moulage du substrat. Le choix du procédé dépend d'un certain nombre de facteurs, dont les volumes de production, les coûts d'usinage et les conceptions des pièces.

Rasoirs imprimés en matériaux numériques

Afin de répondre aux problèmes posés par la conception d'un produit surmoulé, les sociétés utilisent une variété de procédés de prototypage.

Option 1 : Moules d'injection de prototype

Lorsque le temps et le coût ne posent pas de problèmes, le procédé idéal consiste à injecter des pièces de prototype moulées à l'aide du substrat et des matériaux TPE choisis. De par l'utilisation des procédés et des matériaux de production, le prototype possède les mêmes qualités que le produit final. Le problème de cette approche est son coût extrêmement élevé, ainsi que sa durée et sa rigidité. Le coût et la livraison dépendant de la complexité et de la taille, cette approche de prototypage coûte généralement entre 6000 $ et 50000 $ et demande de trois à huit semaines de travail.

Option 2 : Moules RTV

Comme le moulage par insertion, le processus de moulage RTV utilise un moule pour former le composant de base et un autre pour la partie surmoulée. Chaque moule demande un modèle dans lequel le caoutchouc silicone liquide est versé. Le coût des modèles et des moules varie généralement entre 1000 $ et 5000 $. Le délai est compris entre une et trois semaines.

Terminologie

Le terme surmoulage et les termes associés sont souvent confondus ou mal utilisés. Cela tient en partie à la large gamme d'applications multi-matériaux, qui va au-delà des matériaux souples sur des substrats rigides. Une autre cause du manque de clarté est que les termes peuvent être dérivés des caractéristiques de la pièce moulée ou du processus de base. Par exemple, certaines personnes parlent de surmoulage comme d'un synonyme du moulage par insertion. Dans ce contexte, le surmoulage comprend le moulage de plastiques souples ou rigides sur tout type de matériau de base, y compris le métal.

De manière générale, le moulage multi-matériaux est le terme le plus précis pour décrire tous les processus de moulage par injection qui mettent en jeu des pièces comprenant deux ou plusieurs matériaux. Ce terme englobe donc :

  • La multi-injection par insertion
  • Les multi-composants
  • L'assemblage en moule
  • La double injection
  • La double injection
  • La multi-injection
  • Le moulage par injection
  • Le surmoulage

Pourquoi l'impression 3D Connex ?

Les systèmes d'impression Connex possèdent une technologie unique, qui est l'une des plus importantes innovations industrielles des cinq dernières années. L'injection de plusieurs matériaux permet de réaliser un surmoulage en un seul processus de fabrication. Un modèle peut être construit rapidement à un coût abordable : idéal lorsque la conception est en cours. Cette solution est bien moins coûteuse et longue. Elle remplace rapidement le moulage par injection et le moulage RTV dans la production de prototypes.

En un seul processus de fabrication, et avec peu d'efforts, il est possible d'imprimer une pièce de prototype pour simuler plusieurs variations d'un produit surmoulé. Comme indiqué dans l'étude de cas Vista : « L'imprimante Connex vous offre l'opportunité d'évaluer plus d'options en moins de temps et pour moins cher. »

Conseils pour le surmoulage imprimé en 3D

Créez un mécanisme qui vous permet de monter une pièce séparée sur votre assemblage complet de pièces rigides et souples. Puis utilisez la capacité de Connex à imprimer jusqu'à neuf matériaux en un seul processus de fabrication et assemblez chaque pièce sur le modèle pour évaluation. Étiquetez chaque pièce que vous évaluez avec sa valeur de coefficient de friction. L'étiquette vous aidera plus tard à déterminer rapidement quelle pièce a été la mieux notée selon vos critères d'évaluation.

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