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RÉSUMÉ
Dans le présent article, les applications du prototypage rapide seront largement décrites et discutées. Le couple technologique numérisation 3D/Prototypage rapide est mis en perspective dans un contexte d’industrialisation. Les différents utilisateurs, quelque soit leur rôle dans le processus de développement de produit, sont décrits au travers de leurs besoins, grâce à la présentation d’applications industrielles « incontournables » et pertinentes du domaine. Celles-ci sont illustrées et permettent de faire le lien entre l’utilisateur, le besoin et la technologie.
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Lire l’articleAuteur(s)
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Sébastien REMY : Dr et Maître de conférences à l'université de Technologie de Troyes
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Florent LAROCHE : Dr et Maître de conférences à l'École centrale de Nantes
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Alain BERNARD : Professeur des universités à l'École centrale de Nantes
INTRODUCTION
La numérisation 3D et le prototypage rapide sont, de nos jours, largement utilisés tout au long du cycle de vie du produit, par de nombreux et différents acteurs. Le domaine de la conception/industrialisation/fabrication de produits mécaniques n'est plus le seul cœur de métier utilisant ces principes. Désormais, la mesure d'objets en 2D et a fortiori en 3D, est devenue un outil indispensable dans de multiples domaines connexes :
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biens de consommation courante ;
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automobile ;
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aéronautique ;
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électronique ;
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médical ;
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luxe ;
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architecture ;
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militaire...
Ainsi, avec l'évolution des outils de graphisme technique, modéliser l'objet réel, un prototype, ou toute autre représentation intermédiaire réalisée durant son cycle de vie, n'est plus un gadget numérique, c'est une phase indispensable pour intégrer au mieux les besoins de la réalité dans le monde virtuel.
Au même titre que le scanner 2D à plat s'est démocratisé, peut-être que très bientôt le reverse engineering trouvera des applications un peu plus vulgarisées avec l'arrivée sur le marché « grand public » d'appareils photo 3D, par exemple.
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1. Applications sur produits manufacturés
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Dans l'industrie mécanique, outre les classiques applications des maquettistes et des outilleurs, les applications de marketing et de maintenance sont de plus en plus courantes grâce aux technologies de prototypage rapide qui permettent d'obtenir un produit en vraie matière (voir les modèles de capteurs de la figure 1). On parle surtout de « fabrication rapide » ou de « fabrication directe ».
D'autres exemples d'application, comme la numérisation de produits mécaniques « faits main », pour des besoins de calculs par éléments finis, sont aussi rendus possibles (voir figure 2).
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Dans les domaines médicaux et artisanaux, les applications se multiplient également ; aussi différentes que la fabrication de prothèses auditives « sur mesure », ou encore la valorisation du patrimoine avec la création de miniatures de statues du XVIe siècle. Certains musées ont même recours à ces techniques de prototypage rapide, par moulage en plâtre ou impression 3D en stéréolithographie, pour créer des copies de leurs objets de collections les plus fragiles ou d'objets incomplets non exposables en l'état au public.
Au fil des années, le couple numérisation 3D – prototypage rapide a su séduire de plus en plus d'utilisateurs dans le cadre d'un processus global de développement rapide de produit, permettant le passage rapide du monde réel à une représentation numérique dite « virtuelle ». La souplesse et la facilité d'utilisation des nouveaux dispositifs de numérisation (plus particulièrement les capteurs laser portables, les bras de mesure et les systèmes de stéréovision, voir figure 1) ainsi que des solutions de prototypage rapide plus abordables, à la fois en coût et en facilité d'utilisation, permettent à de nombreux projets de voir le jour.
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Dans le domaine de la valorisation du patrimoine, par exemple, la copie miniature d'une statue, obtenue grâce au couple numérisation 3D – prototypage rapide, peut être proposée, dans un matériau de grande qualité, à environ 100 e prix client. Alors qu'il y a quelques années, une telle miniature aurait été hors de prix (voir figure 3).
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BIBLIOGRAPHIE
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(1) - REMY (S.) - Contribution à l'automatisation du processus d'acquisition de formes complexes à l'aide d'un capteur laser plan en vue de leur contrôle géométrique. - Thèse de doctorat, Université Henri Poincaré, Nancy (2004).
-
(2) - LAROCHE (F.) - Contribution à la sauvegarde des objets techniques anciens par l'archéologie industrielle avancée : proposition d'un modèle d'information de référence muséologique et d'une méthode interdisciplinaire pour la capitalisation des connaissances du patrimoine technique et industriel. - Thèse de Doctorat, École Centrale de Nantes (2007).
-
(3) - BERNARD (A.), TAILLANDIER (G.) - Le prototypage rapide. - ISBN : 2-86601-673-4 aux éditions Hermès (1998).
-
(4) - LAROCHE (F.), BERNARD (A.), COTTE (M.) - Knowledge management for industrial heritage. - In Methods and tools for effective knowledge live-cycle-management, BERNARD (A.) et TICHKIEWITCH (S.) (Éds.), Éd. Springer, ISBN : 978-3-540-78430-2, p. 307-330 (2008).
-
(5) - BERNARD (A.), NARTZ (O.), REMY (S.), RIS (G.),...
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