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Les avantages du prototypage rapide avec WayKen CNC et l’impression 3D

Établi à Hong Kong et situé à Shenzhen, WayKen est un candidat pour le fabricant de prototypes le plus expérimenté de Chine. La boutique WayKen Prototype opère sur deux sites, un pour le plastique et un pour le métal. Au total, les installations s’étendent sur 20 000 pieds carrés et emploient plus de 60 personnes dévouées. Les services de prototypage spécialisés de WayKen comprennent l’impression 3D (en particulier SLA et SLS), le fraisage CNC et la technologie d’outillage rapide.

En tant que bureau de service opérant dans les industries automobile, médicale et aérospatiale de grande valeur, l’expertise de WayKen Rapid consiste à sélectionner la bonne technologie pour l’application spécifique et à fournir des résultats à un coût compétitif par rapport à l’Ouest.

À CNC ou pas à CNC?

Les procédés «traditionnels» de WayKen couvrent l’usinage CNC de pièces plastiques / métalliques, le moulage par injection sous vide et le moulage par injection rapide. Dans le cas de l’usinage CNC, un bloc solide de matière première peut être utilisé.

L’un des principaux avantages de ce processus est la disponibilité des matériaux car pratiquement n’importe quel matériau peut être usiné CNC. Pour cette raison, et son utilisation dans l’industrie depuis les années 40, l’usinage CNC reste le moyen de prototypage le plus courant à ce jour

WayKen se spécialise dans la capacité d’usiner une gamme de plastiques (opaques et optiquement clairs) et d’aluminium. Dans le processus CNC, une tête d’outil soustrait progressivement la matière d’un bloc solide. En tant que telle, la stabilité moléculaire du matériau de base reste constante, produisant une pièce avec une résistance à la traction inégalée.

Le fonctionnement de la CNC est déterminé par des données de conception assistée par ordinateur (CAO) ou de fabrication assistée par ordinateur (FAO) traduites en Gcode – telles qu’utilisées par les imprimantes 3D. La trajectoire d’outil de précision dans un système CNC crée une excellente finition de surface et les pièces peuvent être poncées et finies sur la même machine.

Cette méthode est idéale pour fabriquer des modèles maîtres pour les produits moulés et les produits résistants aux contraintes. Les objets en aluminium résistent à la corrosion et sont largement utilisés dans la fabrication d’avions et de voitures. Depuis 2017, WayKen dispose même d’un nouveau centre d’usinage à 5 axes pour une efficacité et une précision élevées des pièces CNC.

Un exemple de prototypes en aluminium usinés CNC.  Photo via WayKen
Un exemple de prototypes en aluminium usinés CNC. Photo via WayKen

Ou une impression 3D?

Les services d’impression 3D de WayKen sont principalement alimentés par laser, offrant un haut niveau de vitesse et de précision. La stéréolithographie WayKen (SLA) est un processus de durcissement basé sur les UV, et le frittage laser sélectif (SLS) utilise un laser au dioxyde de carbone.

Le matériau SLA principal utilisé par WayKen est un photopolymère de type ABS, adapté à une utilisation dans la méthode de moulage à la cire perdue, privilégiée dans la fabrication de bijoux et les industries dentaires. SLS utilise une matière première en nylon en poudre, qui agit comme un matériau de support tout au long de l’impression 3D, réduisant les temps de post-traitement. Les pièces fabriquées à l’aide de SLS bénéficient également du potentiel d’imbrication, ce qui signifie que davantage de conceptions peuvent être imprimées en 3D dans la même construction.

Les deux processus d’impression 3D permettent un délai d’exécution rapide, généralement de 2 à 5 jours seulement, ce qui signifie qu’un produit peut être testé et modifié en conséquence avant d’atteindre un prototype final. Avec un gaspillage de matériau et des coûts d’exploitation minimes, le prix de l’impression 3D est très compétitif.

Système d'impression 3D SLA.  Photo via WayKen
Système d’impression 3D SLA. Photo via WayKen

Choisir le bon processus

La question est: quelle technologie devriez-vous choisir? Comme l’affirme un porte-parole de WayKen, «il est très difficile d’obtenir une réponse standard à la comparaison des coûts entre l’impression 3D et l’usinage CNC.» Au lieu de cela, la technologie doit être choisie en fonction de l’application.

L’impression 3D SLS et SLA est utile pour les solutions de réponse rapide. Avec des outils opérationnels numériques comme le logiciel de tranchage, le processus ne nécessite pas autant de formation spécialisée que l’usinage CNC. Avec peu de travail impliqué, le coût de fabrication de l’impression 3D est calculé en fonction de la quantité de matériaux. Comme les pièces plus volumineuses coûtent plus cher, l’impression 3D est avantageuse pour les petits volumes et les pièces légères. Des structures vraiment simples, avec moins de demande de qualité de surface et de pièces de précision, bénéficient également le plus des services d’impression 3D de WayKen. La technologie est idéale pour protéger les petits appareils médicaux, les outillages industriels et le revêtement extérieur des outils électriques.

D’autre part, les pièces usinées CNC chez WayKen peuvent être utilisées pour fabriquer des prototypes fonctionnels qui conviennent à l’évaluation et aux tests techniques. Contrairement aux services SLA et SLS proposés, l’usinage CNC nécessite des ingénieurs spécialement formés pour préprogrammer les paramètres d’usinage et les parcours d’outils, puis usiner selon les programmes. Les coûts de fabrication sont donc indiqués en tenant compte de la main-d’œuvre supplémentaire. L’avantage de la CNC est l’usinage de pièces avec des exigences particulières telles que les tolérances dimensionnelles et les qualités de surface.

Dans certains cas, il peut même être avantageux de combiner les processus de fabrication additive et soustractive pour atteindre un objectif final. A titre d’exemple, SLA et SLS pourraient être utilisés comme étape préliminaire avant de déplacer l’usinage CNC.

Cas d’utilisation

Les cas d’utilisation spécifiques chez WayKen incluent le prototypage rapide pour l’industrie automobile et le développement de dispositifs médicaux.

Le temps de production rapide de l’impression 3D signifie qu’elle trouve de plus en plus d’utilisations dans l’industrie médicale. L’impression 3D WayKen SLA et SLS pour la médecine peut être utilisée pour fabriquer des appareils portables, des modèles conceptuels et de nouveaux appareils à faible volume, par exemple des équipements de diagnostic, des instruments chirurgicaux, des appareils électroniques et des systèmes à ultrasons. Ces appareils sont précieux pour la planification chirurgicale, la simulation et également pour cartographier les procédures de correction dentaire.

Dans l’automobile, WayKen applique une pléthore de méthodes de prototypage CNC et d’outillage rapide à la production de pièces de rechange. Les services sont utiles aux constructeurs automobiles qui effectuent des essais limités d’une voiture / moto et permettent la personnalisation du volume. Le prototypage rapide automobile WayKen est fourni en tant que service complet, guidant les clients à travers des examens de conception de preuve de concept et des tests d’ingénierie de composants mécaniques, pour montrer des projets automobiles et des prototypes extérieurs / intérieurs.

Pour tous les processus, les ingénieurs de WayKen Rapid peuvent fournir des données 3D et une vérification de la conception avant la production des objets.

Exemple de prototype automobile.  Photo via WayKen
Exemple de prototype automobile. Photo via WayKen

Guides WayKen

Des approximations des paramètres généraux de chaque processus sont détaillées sur WayKen.com dans le site Guide de sélection de la technologie, et un support Guide de sélection des matériaux.

En ce qui concerne la résolution, la précision de l’usinage CNC chez WayKen est généralement supérieure à celle de l’impression 3D, entre 0,02 mm et 0,05 mm – 0,10 mm selon la géométrie. Le délai d’exécution pour l’impression 3D est généralement plus rapide, à peine 2 à 5 jours contre 3 à 8 jours pour la CNC. Cela vient cependant à un compromis avec le volume de produits qui peuvent être fabriqués. Une exécution SLA / SLS typique peut créer 1 à 10 pièces, alors que la CNC a une plage de 1 à 50.

Le niveau de prix compétitif pour tous les services, selon le site Web de la société, est «normalement 30% à 50% de moins que les prix américains / européens, en raison de la baisse des coûts de main-d’œuvre. De plus, permettre un démarrage rapide de projet se compare à d’autres sociétés de prototypes rapides. »

Heureusement, le système de devis de l’entreprise répond rapidement aux demandes de renseignements dans les 24 heures en permettant une «livraison à temps – à chaque fois, sans exception». Demandez dès maintenant un devis à WayKen Rapid en ligne sur WayKen.com.

Les prototypes sont finis selon un standard de qualité élevé.  Photo via WayKen
Les prototypes sont finis selon un standard de qualité élevé. Photo via WayKen

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N’oubliez pas de nommer des entreprises aux deuxièmes prix annuels de l’industrie de l’impression 3D.

L’image présentée montre des ingénieurs du département d’usinage CNC de WayKen. Photo via WayKen Rapid.

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