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Case Study

Microsoft Engineers and Model-Makers Utilize PolyJet™ Technology to Redesign Surface Pro 9's Kickstand Hinge

October 24, 2023

Profil du client 

L'Advanced Prototyping Center (APC) de Microsoft, situé à Redmond, dans l'État de Washington, est un centre de prototypage de 2 400 m² qui assure la liaison entre les groupes de conception industrielle et d'ingénierie. Son équipe de créateurs passionnés transforme les concepts en réalité. Recourant à toute une gamme d'outils de fabrication et de prototypage, l'APC se concentre sur la mise au point efficace de solutions et de prototypes capables de répondre aux besoins des entreprises. Suivant le concept de « Fail Fast », ou échec rapide, l'APC est chargé de générer en peu de temps un sentiment de confiance dans les décisions de développement pour les concepteurs, les ingénieurs et les partenaires de Microsoft. L'impression 3D joue un rôle prépondérant dans le processus de développement « Fail Fast » de Microsoft et les imprimantes PolyJet font partie intégrante de notre quotidien.

 

Microsoft office

Défi  

La mise au point du matériel exige la contribution d'un large éventail d'experts pour assurer les meilleures chances de succès au lancement d'un produit sur le marché qui soit conforme à la conception originale et à l'intention des ingénieurs. Le tout dernier Surface Pro 9 est un bon exemple de la façon dont plusieurs équipes collaborent pour concevoir des fonctionnalités inédites et améliorées sur le matériel Microsoft, notamment des claviers à couvercle magnétique faciles à détacher et des charnières sophistiquées et innovantes pour la béquille. 

La béquille est l'une des caractéristiques emblématiques du Surface Pro 9. Les charnières qui la fixent à l'appareil sont déterminantes pour offrir à l'utilisateur une expérience de premier ordre. Elles doivent être compactes et légères, mais suffisamment solides pour soutenir l'appareil selon une grande variété d'angles réglables, en toute fiabilité et au fil des utilisations. Sur le Surface Pro 9, la dernière itération de la charnière de la béquille a été entièrement repensée : elle possède moins de pièces que les versions précédentes, tout en offrant la même expérience à l'utilisateur, à savoir la possibilité d'ajuster l'appareil selon l'angle de vision de son choix. Cette fonctionnalité, qui permet d'obtenir en douceur pratiquement n'importe quel angle, offre une grande souplesse d'utilisation, que ce soit pour regarder un film pendant un vol, pour rédiger un document Word à la maison ou encore pour la création artistique, que ce soit au bureau ou en dehors, à l'aide du stylet Surface. 

La mise au point d'une nouvelle charnière pour le Surface Pro constitue un défi de prototypage particulièrement complexe en raison de la petite taille de ses différents composants, qui nécessitent une ingénierie minutieuse et le recours à des outils capables de produire ces pièces avec un haut degré de précision. Les méthodes de prototypage traditionnelles telles que l'usinage CNC ou le moulage par injection de métal (MIM) peuvent produire des pièces très précises, mais en termes de temps et de ressources, elles ne sont pas assez efficaces pour prototyper et tester rapidement plusieurs conceptions pour ces types de composants, ce qui est pourtant un aspect crucial dans le paysage actuel du développement de produits.

Microsoft 3D Printing Lab for Rapid Prototyping

Solution 

Par le passé, le prototypage de conceptions mécaniques complexes demandait beaucoup de temps et de ressources. L'introduction des imprimantes J850™ Prime de Stratasys a grandement amélioré l'efficacité de ce processus. La précision dimensionnelle avancée de la J850 permet une itération accélérée, même pour les petites pièces mécaniques, ce qui en fait une solution plus rapide et plus efficace pour le prototypage des conceptions les plus complexes. 

Les ingénieurs et les concepteurs de modèles de Microsoft ont travaillé conjointement à la mise au point d'une méthode de prototypage unique, qui consiste à redimensionner numériquement les charnières, puis à les imprimer plus grandes que nature. Grâce à la précision des pièces du système J850, l'assemblage du prototype ne nécessite que peu ou pas de post-traitement, ce qui permet une validation rapide des conceptions. L'imprimante J850 s'est avérée être un outil inestimable dans le processus de développement du produit, en permettant des vérifications précises de l'ajustement de mécanismes complexes et l'étude de l'amplitude des mouvements. Si l'on ajoute à cela sa vitesse d'impression élevée, la J850 a contribué à éliminer le goulot d'étranglement qui limitait le processus de développement du produit pour les concepteurs, les ingénieurs et les modélisateurs. 

Microsoft hinge exploded

Impact commercial 

Les Surface sont conçues à partir d'une idée, fabriquées plusieurs fois et perfectionnées avant de lancer la production en usine. La J850 Prime a renforcé la confiance dans le processus global de prototypage en écourtant le temps d'exécution des pièces de précision. Ainsi, les ingénieurs ont pu s'intéresser davantage à la forme et à la fonction de la conception plutôt que de se préoccuper des détails de la fabrication des prototypes. 

Dans le cas de la charnière du Surface Pro 9, la possibilité d'agrandir des composants et de les imprimer sur la J850 a permis d'identifier plus rapidement les points faibles potentiels et d'explorer des voies de conception plus innovantes, le tout, au service d'une expérience utilisateur hors du commun.

« La précision pièce à pièce est cruciale pour la mise au point de fonctionnalités mécaniques pendant le développement du produit. Cela garantit que l'expérience du prototype correspond le plus possible à l'intention du concepteur. En raison des progrès considérables réalisés en matière de précision par rapport aux générations précédentes d'imprimantes PolyJet, nos ingénieurs mécaniques nous demandent régulièrement d'imprimer leurs pièces exclusivement avec la technologie J850. » Mark Honschke, responsable de l'impression 3D

« Dans le domaine du prototypage, nous sommes constamment à la recherche de la vitesse et de la précision. L'objectif principal a toujours été d'identifier la voie la plus rapide et la plus efficace pour valider une solution de conception. La J850 Prime s'est imposée comme une référence dans ce domaine, car elle permet de se concentrer sur la conception plutôt que sur les difficultés liées à la fabrication. » Mike Oldani, concepteur de modèles.