Le prototypage rapide est une famille de procédés de production additifs utilisés pour assembler des modèles prototypes. Ces processus sont connus sous le nom de méthodes additives, car le matériau est ajouté au modèle pendant la construction plutôt que coupé d’un bloc solide. Les membres de cette famille d’usage général comprennent le frittage laser sélectif (SLS), la stéréolithographie (SLA) et l’impression tridimensionnelle (3D) (3DP). La fabrication d’objets stratifiés (LOM), la modélisation par dépôt par fusion (FDM) et la fusion par faisceau d’électrons (EBM) font également partie des processus de prototypage rapide les plus courants. Tous ces processus sont automatisés et exécutés par des machines contrôlées par des ordinateurs lisant les données des modèles de conception assistée par ordinateur (CAO) du prototype.
Le prototypage est la pratique de la construction de modèles de nouveaux produits ou de révisions de produits existants avant l’approbation finale et la production à grande échelle. Ce processus permet aux concepteurs et aux développeurs d’évaluer leurs conceptions, d’identifier les défauts ou les omissions et de démontrer le concept à toute partie intéressée. Naturellement, le prototypage est un élément essentiel de tout processus de conception, permettant souvent de réaliser des économies de temps et de budget considérables. Le prototypage rapide est l’une des méthodes les plus populaires utilisées pour construire des modèles prototypes. Le processus est additif, ce qui signifie que les machines utilisées ajoutent de la matière au modèle au fur et à mesure de la construction, contrairement aux processus soustractifs qui découpent la matière d’un bloc vierge.
Il existe plusieurs techniques de prototypage rapide d’utilisation générale qui utilisent des métaux, des thermoplastiques et des photopolymères pour construire progressivement le prototype, couche par couche, à partir de zéro. L’un des plus populaires d’entre eux est le frittage laser sélectif (SLS), qui utilise un laser à dioxyde de carbone haute puissance pour fusionner de la poudre de plastique, de céramique ou de verre dans le modèle fini. Le laser fonctionne selon un modèle qui imite exactement un modèle CAO stocké dans le contrôleur informatique de la machine, transformant la poudre en un corps solide au fur et à mesure. Le frittage laser direct de métal (DMLS) est un processus similaire qui utilise des poudres métalliques.
Un autre processus de prototypage rapide couramment utilisé qui fonctionne de manière similaire est la stéréolithographie. Ce processus utilise un laser ultraviolet (UV) qui se déplace à travers un réservoir de résine photopolymère formulé pour durcir ou durcir lorsqu’il est exposé à la lumière UV. Au fur et à mesure que le laser trace la forme stockée dans le fichier CAO, la résine se solidifie, constituant progressivement le modèle prototype. L’un des développements récents les plus importants du prototypage rapide est le procédé d’impression en trois dimensions (3D), qui implique une imprimante de type jet d’encre qui dépose des couches successives de résine en poudre et de liants pour construire progressivement la forme souhaitée. Il existe également plusieurs autres processus utilisés dans le prototypage rapide qui, bien que présentant des différences de processus subtiles, partagent tous la même technique de construction de modèles progressive et additive.