La solution combinée de prototypage et de production de Protolabs permet à Thorlabs de gagner des mois de développement de produits

Thorlabs a réduit de plusieurs mois le délai de commercialisation de son nouveau contrôleur de polarisation motorisé en utilisant l’analyse de conception, le prototypage et la fabrication à la demande de Protolabs pour ses pièces externalisées.

Le contrôleur de polarisation est un dispositif très technique permettant de vérifier l’état de polarisation de la lumière, paramètre qui caractérise l’orientation géométrique des ondes lumineuses. Son contrôle est donc pertinent pour une variété d’applications telles que la communication optique, les capteurs à fibre optique, la mesure de la perte dépendante de la polarisation et les tests de composants. Le dispositif produit par Thorlabs optimise l’alignement de la lumière lorsqu’elle traverse divers composants optiques sensibles en enroulant, bouclant et tordant une fibre à l’aide des bobines d’une palette de polarisation. L’utilisation d’un moteur pour ce dispositif permet une meilleure répétabilité du bouclage et de la torsion de la fibre par rapport à une opération manuelle.

Généralement mis en œuvre par les laboratoires, ces équipements spécialisés sont fabriqués en petites séries et doivent répondre à des normes rigoureuses.

Thorlabs avait besoin de sous-traiter des pièces pour le boîtier des moteurs et d’autres éléments. Avant de passer à la production finale, l’entreprise devait tester les composants pour confirmer le choix des matières, les performances du moteur, la taille des trous de vis et d’autres facteurs.

Philip Storey, acheteur technique senior chez Thorlabs, souligne : « Le nouveau produit est un équipement hautement spécialisé qui a nécessité beaucoup de développement et de tests avant la fabrication. Le fait que Protolabs puisse fournir un retour d’information sur la conception quelques heures après que nous avons téléchargé notre CAO dans son logiciel d’analyse, puis un prototypage rapide et une solution de moulage par injection en petite série qui permet de limiter le coût par pièce a été inestimable.

« Cette approche commune est très utile pour les fabricants spécialisés qui, comme nous, ont besoin de séries de pièces petites et moyennes. Cela signifie également que la conception et la matière des prototypes tenaient déjà compte du processus de production final. »

Protolabs a produit un certain nombre de prototypes en utilisant l’impression 3D par stéréolithographie. Ce procédé, qui fait appel à des résines thermodurcissables traitées aux ultraviolets, permet d’utiliser un large choix de matières avec une grande variété de résistances à la traction, de modules de traction et de flexibilité et d’allongement à la rupture. En combinant une bonne finition de surface et une haute résolution des détails, la stéréolithographie peut produire des pièces qui imitent le moulage par injection aussi bien pour les performances que pour l’esthétique.

Thorlabs a prévu de mouler par injection les pièces finales en utilisant comme matière l’ABS noir, car il s’agit d’un plastique résistant avec un bon état naturel de surface. L’ABS noir est également un isolant électrique, ce qui en fait un choix idéal pour cette application. Une matière noire similaire à l’ABS a été utilisée pour le prototypage afin de tester les modèles, car non seulement il imite les propriétés mécaniques du véritable ABS, mais sa couleur noire profonde et ses surfaces brillantes ont l’apparence d’une pièce moulée.

Chacun des prototypes successifs a été livré en moins d’une semaine, ce qui a permis à Thorlabs de tester rapidement chaque nouvelle itération afin d’obtenir un résultat correct avant de s’engager dans la production.

Une fois le modèle final prêt pour la production, l’entreprise a passé une première commande de moulage par injection pour 75 pièces. La fabrication de moules en acier conventionnels prendrait entre 12 et 15 semaines et serait onéreuse, avec un prix par pièce élevé pour les volumes dont elle a besoin. 

La solution de moulage par injection à la demande de Protolabs leur a offert une alternative. En utilisant des moules en aluminium, ils ont pu réduire les coûts, et donc le prix par pièce et les obtenir en une fraction du temps nécessaire à d’autres fournisseurs. Entre la production des moules et la livraison des pièces en plastique ABS pour la première commande, il s’est écoulé moins de cinq semaines. Les commandes ultérieures de 100, 150 et 200 pièces ont toutes été livrées en moins d’une semaine.

Jamie Philips, directeur de compte de Protolabs, explique : « Traditionnellement, le moulage par injection est considéré comme une solution pour les pièces produites en masse, par dizaines ou centaines de milliers. Pourtant, de nombreuses entreprises de fabrication électronique souhaitent utiliser le moulage par injection pour des séries plus petites de pièces destinées à des produits spécialisés. 

En utilisant des moules en aluminium, nous pouvons réduire le temps et le coût de la production en petites séries, de sorte que les fabricants spécialisés peuvent passer des commandes de petite et moyenne taille à un prix inférieur par pièce. Si vous avez besoin de quelques centaines à vingt mille pièces moulées par injection, notre service de fabrication à la demande vous fera gagner du temps et de l’argent. »

En proposant le prototypage et la fabrication rapides à l’aide d’une large gamme de technologies de production, Protolabs offre une solution complète de développement pour les pièces externalisées qui peut réduire les délais de plusieurs semaines, voire de plusieurs mois. Pour en savoir plus, consultez le site www.protolabs.fr