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Vélo imprimé en 3D sur l'Objet1000.

Études de cas sur les biens de consommation

Impression 3D : de meilleurs produits, mieux réalisés

La façon la plus rapide d'obtenir des prototypes précis est l'impression 3D. Découvrez comment elle accélère et améliore la conception de produits et donne confiance aux concepteurs.

modèle 3D d'amplificateur

L'entreprise d'instruments de musique utilise l'imprimante Eden350V d'Objet pour accélérer l'élaboration des produits et améliorer la qualité de la conception

Fender Musical Instruments Corporation crée et fabrique des instruments à cordes et des amplificateurs, notamment des guitares électriques solid-body comme la Stratocaster et la Telecaster. La société réalise des guitares acoustiques, des basses électriques, des mandolines, des banjos et des violons, ainsi que des amplificateurs de guitare et de basse, et des systèmes de sonorisation. Avril Lavigne, Elvis Costello, Eric Clapton, Pete Townsend et Sting sont certains des artistes connus pour utiliser le matériel fabriqué par Fender.

Alors que les ingénieurs de Fender se concentrent sur le son de l'instrument, un groupe de concepteurs industriels travaille sur son apparence. Le design est un élément extrêmement important de l'activité de’ Fender. La société dispose de son propre centre de conception complété par un atelier de modèles pour explorer de nouveaux concepts, créer des designs, des prototypes et effectuer des tests. Shawn Greene, Concepteur industriel, chez Fender joue un rôle clé dans ce domaine.

“Nous’ avons affaire à des artistes, qui sont souvent des musiciens professionnels, tous nos instruments et nos équipements doivent avoir une apparence à la hauteur de leur sonorité exceptionnelle,” déclare S. Greene. “Notre équipe de design travaille en étroite collaboration avec le marketing pour explorer différentes couleurs et graphismes, ainsi que les types de pièces en métal et en plastiques utilisés. Avant de dépenser quoi que ce soit sur le produit, nous réalisons un long travail de conception et de recherche, pour nous assurer’ qu'il s'agit du produit parfait.”

L'augmentation des volumes et des coûts a conduit Fender à adopter le prototypage en interne

Modèle 3D de guitare par Objet

Le prototypage rapide 3D fait partie du processus de conception de Fender’ depuis des années, et jusqu'à il y a peu la société sous-traitait cette tâche aux agences de services. Cependant, S. Green et son équipe n'étaient pas satisfaits en raison du temps et des frais qu'impliquait la sous-traitance. Il fallait souvent une ou deux semaines pour qu'un prototypage “rapide” nous revienne. Un délai qui ralentissait significativement nos projets. Fin 2007, l'activité de Fender’ a atteint un point tel que S. Greene a recommandé d'adopter la technologie de prototypage rapide en interne.

Son directeur a accepté et l'a chargé d'évaluer les systèmes d'impression 3D disponibles. “Le critère le plus important a nos yeux était le niveau de détail,” se souvient S. Greene. “La nature de notre travail demande un degré de détail très élevé. La facilité d'utilisation arrive en 2ème position, puis vient le coût. Nous devions également nous assurer que le système était en mesure de prendre en charge toute une série de pièces de tailles différentes et de matériaux, car nos pièces peuvent être petites comme une pièce de monnaie ou grandes comme le corps entier d'une guitare.”

“J'ai calculé le coût de la sous-traitance des prototypes pendant une année, puis le coût pour le faire en interne. Même en tenant compte du coût de l'équipement et des matériaux, ainsi que du temps de travail du personnel, j'en ai conclu que nous pourrions réduire nos coûts de manière significative en faisant cette tâche nous-mêmes,” nous explique S. Greene.

Les agences de services recommandent les imprimantes 3D d'Objet.

S. Greene a consulté les agences de service utilisées par Fender pour achever l'évaluation des vendeurs d'imprimantes 3D. Elles recommandaient dans leur grande majorité les systèmes d'impression 3D d'Objet. 

“Nous connaissions bien l'équipement des agences de services avec lesquelles nous travaillions, et nous avions appris à établir une distinction entre les pièces réalisées sur certaines imprimantes,” dit-il. “Il y avait une marque d'imprimantes qui produisait ce que nous appelions des ‘pièces floues’ en raison de la finition bâclée, – et nous avons éliminé directement ce fabricant. En revanche, nous’ avions toujours été satisfaits des pièces réalisées sur les imprimantes 3D d'Objet.”

Finalement, S. Greene a choisi le système d'impression 3D Eden350V d'Objet. L'imprimante 3D Eden d'Objet propose la méthode d'impression 3D la plus productive’, la plus flexible, la plus grande qualité du marché permettant de réduire le cycle de fabrication du produit. La technologie 3D PolyJet d'injection de photopolymères dont est dotée l'Eden d'Objet permet d'obtenir des couches horizontales de 16 microns (0,0006”) et de réaliser des prototypes d'une finesse de détail exceptionnelle avec de parois extrêmement fines d'une épaisseur de 0,1 à 0,3 mm.

L'Eden d'Objet est conçue pour produire des modèles 3D de qualité élevée, réalisés rapidement et simplement, ne présentant aucun problème tout au long du processus de conception CAO/FAO. Avec un plateau de fabrication de 350 x 350 x 200 mm, elle offre la flexibilité nécessaire pour produire un grand modèle unique ou plusieurs modèles plus petits en une seule impression. 

Avec son Eden350V d'Objet, déclare S Greene, l'équipe de design de Fender peut prototyper une pièce en quelques heures au lieu de quelques semaines – ils peuvent donc la perfectionner beaucoup plus. “Nous imprimons tous, depuis les petites pièces d'une guitare ou les boutons d'un amplificateur, jusqu'au châssis d'un amplificateur et aux conceptions de nouveaux corps de guitares,” ajoute-t-il. “Nous réalisons beaucoup d'impressions nocturnes – nous la préparons avant de partir et lorsque nous revenons le matin, les pièces sont prêtes. Lorsque nous’ travaillons sur un projet, le fait de récupérer rapidement ces prototypes nous aide à maintenir notre dynamique. Lorsqu'il faut sous-traiter et attendre ensuite une ou deux semaines pour récupérer un prototype, l'élan risque de se briser.”

S. Greene est son équipe sont réellement très satisfaits de la finition et du niveau de détail des pièces imprimées sur leur imprimante 3D Eden d'Objet. “Nous pouvons même mettre du texte sur des très petites pièces, et il est visible. Nous obtenons des rayons très précis. De plus, il’ est très facile de changer de matériau – nous’ avons employé tous ceux qu'offre Objet.”

S. Green mentionne quatre avantages importants qu'offre une imprimante Eden d'Objet en interne :

  • Accélération de la commercialisation de nouveaux produits et optimisation des produits
  • Introduction de nouveaux produits moins risquée
  • Conception de produits améliorée et plus créative 
  • Coût des prototypes réduit de moitié, même si Fender fait beaucoup plus de prototypage rapide que par le passé

Le prototypage rapide en interne avec l'imprimante 3D d'Objet permet de mettre un nouvel amplificateur sur le marché entre 6 et 12 mois plus vite

À présent, Fender utilise son imprimante 3D d'Objet pour créer des pièces, des prémaquettes et des prototypes pour quasiment tous leurs produits. Un produit à succès récent prototypé sur l'Eden d'Objet est l'amplificateur G-DEC® (Guitar Digital Entertainment Center), désigné “Meilleur nouvel amplificateur” par Music & Sound Retailer. 

“Nous avons pu prototyper beaucoup de pièces et de boutons de l'amplificateur longtemps avant de dépenser de l'argent pour l'usinage. Nous avons pu achever une prémaquette du G-DEC en un mois,” nous confie S. Greene. “Nous avons ensuite travaillé avec le marketing pour organiser des réunions avec des musiciens et des revendeurs, afin de nous assurer que le produit était adapté au marché. Après quelques retouches, nous avons pu passer à l'usinage. Le processus complet a pris six mois.”

Pour S. Greene’ et son équipe, la conception de nouvelles fonctionnalités pour un produit existant est une tâche plus courante. Récemment, l'équipe de marketing de Fender’ lui a demandé de concevoir un nouveau bouton ergonomique pour un amplificateur. Avant de disposer de l'Eden d'Objet en interne, S. Green aurait dû créer plusieurs versions à l'aide d'un logiciel de CAO et présenté les dessins ainsi obtenus au marketing pour qu'ils fassent un choix. Pour le projet du bouton ergonomique, il a pu créer 10 versions à l'aide de la CAO, imprimer et peindre des prototypes de chacun d'eux et les placer sur de vrais amplificateurs. “La finition du prototype imprimé était si excellente que j'ai pu installer les boutons sur de vrais amplificateurs, dans notre bureau, et laisser l'équipe marketing les tester un par un pour décider celui dont l'apparence et le toucher leur paraissaient les plus adaptés. Pour l'équipe marketing – notre client interne – il s'agissait d'une expérience exceptionnelle, et le produit s'est révélé parfait pour les consommateurs,” déclare S. Greene. “Nous avons aussi gagné beaucoup de temps, économisé de l'argent et évité de nombreux risques. Nous n'avions’ pas à nous demander quel bouton serait le mieux adapté à notre objectif.”

“Avant d'acheter l'imprimante Eden350V d'Objet, la prémaquette aurait pris à elle seule entre 6 et 12 mois. Ensuite, les changements suggérés par le marketing auraient encore rallongé le projet, dans l'attente de nouveaux prototypes. Le fait est que grâce à l'imprimante 3D Objet, Fender a pu commercialiser l'amplificateur G-DEC entre 6 et 12 mois plu vite,” nous explique S. Greene.

Un prototypage plus fréquent permet d'améliorer la conception des produits

L'Eden d'Objet a également aidé Fender à éviter les modifications et le réusinage. Un panneau lumineux frontal pour un amplificateur en constitue un exemple particulier. S. Greene a conçu les pièces, puis imprimé un prototype du panneau frontal avec le matériau Objet FullCure® 720 Transparent. Après l'installation du prototype sur la partie frontale de l'amplificateur et la réalisation de tests avec divers types d'éclairage, il a pu constater que la lumière ne se diffusait’ pas comme prévu. Ainsi, il a pu modifier la conception de façon à l'améliorer. “Auparavant, nous n'aurions pas créé de prototype pour une telle pièce, car cela aurait pris trop de temps et coûté trop cher.” déclare S. Greene. “Nous aurions remarqué ce problème une fois l'usinage payé et nous aurions dû payer une nouvelle fois pour modifier l'outil. Le prototypage rapide en interne nous a permis d'économiser une fortune sur ce seul projet.”

“Le fait d'obtenir notre produit tout de suite,’ pour s'assurer que c'est le bon, est très important pour Fender,” ajoute-t-il. “La capacité de réaliser du prototypage rapide en interne avec l'Eden d'Objet a eu un impact important sur les deux fronts.”

Selon S. Greene, il arrive même que les concepteurs de Fender impriment des échantillons de pièces réelles, pour une prémaquette ou pour un autre produit sur lequel ils’ refont des tests, sur l'imprimante 3D d'Objet s'ils se trouvent en rupture de stock. “Au lieu d'envoyer une commande à l'usine, puis d'attendre, nous imprimons juste la pièce sur notre Eden, dit-il. “C’est rapide et simple, et ainsi nous’ ne puisons pas dans le stock client.”

L'imprimante 3D Objet aide l'équipe de design à explorer rapidement de nouvelles idées

S. Greene déclare que l'avantage majeur de disposer d'une imprimante 3D Objet en interne est qu'elle a permis à son équipe d'explorer de nouvelles idées très très vite. “La possession d'une imprimante Eden350V d'Objet en interne, vous permet d'expérimenter davantage. Elle’ nous a apporté beaucoup de liberté et de latitude en termes de créativité. Si j'ai l'idée de créer quelque chose de nouveau et pointu, je peux le concevoir et en obtenir un prototype en quelques heures à peine. Et si ça ne marche pas’, j'ai perdu une’après-midi et non une semaine.”

L'équipe de marketing de Fender’ est vraiment enthousiasmée par l'imprimante 3D Objet. “Nous’ achevons une réunion avec le marketing et le lendemain, nous avons un prototype fonctionnel à leur présenter,” affirme S. Greene. “Ils sont surpris de la rapidité avec laquelle nous passons du concept à la réalité.”

“Vous pouvez montrer quelque chose sur un support papier tout une journée,”ajoute-t-il,” mais il suffit de présenter une pièce réelle pour susciter l'enthousiasme.” Il pense également que l'Eden d'Objet a permis à Fender de fournir de meilleurs produits à ses clients. “Nous réalisons tellement plus de prototypes que cela ne peut avoir qu’un impact positif sur la qualité de nos conceptions. Car nos prototypes nous poussent souvent à réaliser des ajustements tout au long du processus de conception pour améliorer l'apparence, l'ergonomie et les fonctionnalités d'une pièce.”

“Nous appelons l'imprimante 3D Objet ‘notre jouet préféré’”, nous confie S. Greene. “Lorsque des gens viennent chez Fender pour visiter les installations, nous la leur montrons toujours.”

Même lorsque le volume augmente, le prototypage rapide coûte deux fois moins cher que lorsque Fender le sous-traitait.

S. Greene affirme que même si le nombre de prototypages rapides réalisés par Fender a augmenté de manière substantielle, ils coûtent deux fois moins cher à l'entreprise que lorsqu'elle les sous-traitait. De plus, malgré une utilisation intensive, les performances de l'Eden d'Objet de Fender’ n'ont pas diminué. “En 18 mois, elle n'est pas tombée une seule fois en panne,” déclare S. Greene.

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