Boitiers électroniques

Production en petite série de boîtiers électroniques pour défibrillateur

Cette réalisation est née d’un besoin très concret : fabriquer en petite série des boîtiers destinés à recevoir et protéger une partie électronique associée à un défibrillateur.

Ce type de projet est intéressant pour nous parce qu’il se situe exactement dans l’une des utilisations que nous faisons de l’impression 3D chez OBJET MAKER : produire une quantité limitée de pièces lorsque la fabrication d’un outillage industriel classique ne serait pas forcément adaptée au besoin.

Pour une grande série, les solutions industrielles traditionnelles peuvent évidemment avoir tout leur intérêt. Mais lorsque les quantités restent limitées, que la pièce doit être personnalisée ou que le produit est encore amené à évoluer, la situation est différente. Il faut pouvoir fabriquer quelques dizaines de pièces, éventuellement modifier le boîtier, puis relancer une petite production sans repartir dans la fabrication d’un nouvel outillage.

C’est dans ce contexte que l’impression 3D a trouvé sa place.

Le point de départ était le boîtier électronique à réaliser. La géométrie devait permettre d’accueillir correctement les différents éléments tout en conservant un ensemble suffisamment compact et pratique. Avec un boîtier de ce type, il ne suffit pas d’imprimer simplement une forme qui ressemble à celle souhaitée. Il faut penser à l’assemblage, à l’emplacement des composants, aux passages de câbles, aux éventuelles fixations et surtout à la manière dont les différentes parties vont s’emboîter.

Nous avons donc commencé par travailler à partir du modèle 3D afin d’adapter la pièce aux contraintes de fabrication par impression 3D. C’est une étape qui peut paraître assez discrète, mais qui représente une bonne partie du travail. Une pièce destinée à être produite une seule fois peut parfois accepter certaines contraintes. Lorsqu’elle doit être fabriquée en petite série, il faut au contraire chercher à rendre le processus suffisamment reproductible.

Le premier exemplaire a donc également servi de validation.

Avant de produire l’ensemble de la série, nous avons contrôlé le boîtier imprimé et vérifié les différents points importants. Les dimensions correspondent-elles correctement à l’électronique ? Les assemblages fonctionnent-ils comme prévu ? Les différentes parties du boîtier se positionnent-elles correctement ? Les ouvertures et passages nécessaires sont-ils bien placés ?

Ce sont des questions assez simples, mais c’est justement l’intérêt du prototype imprimé en 3D : pouvoir y répondre avec une pièce réelle entre les mains plutôt qu’uniquement devant l’écran.

Après cette première validation, la fabrication en petite série pouvait commencer.

L’impression 3D permet alors de passer progressivement du prototype à la production. Nous conservons le même fichier de référence et reproduisons les pièces avec les mêmes paramètres. Cela permet de garder une certaine cohérence entre les différents boîtiers tout au long de la série.

Pour nous, c’est aussi un aspect important de ce genre de projet. Une petite série ne signifie pas simplement « imprimer plusieurs fois la même pièce ». Il faut surveiller la régularité des impressions, vérifier les pièces au fur et à mesure et s’assurer qu’une éventuelle anomalie ne se retrouve pas sur toute la production.

Les pièces sont donc contrôlées après impression. Certaines vérifications peuvent être faites directement par comparaison avec le modèle ou avec les éléments électroniques qui doivent prendre place dans le boîtier. L’objectif est de repérer rapidement une éventuelle différence avant de poursuivre l’assemblage.

Cette façon de travailler permet également de conserver une certaine souplesse. Si une modification est nécessaire, il est possible de reprendre le fichier 3D et de produire une nouvelle version. On n’est pas obligé de conserver définitivement une géométrie qui aurait été définie au début du projet.

C’est probablement l’un des points qui nous paraît le plus intéressant dans cette réalisation. Le boîtier n’est pas seulement une pièce plastique imprimée. Il fait partie d’un ensemble électronique et doit donc être pensé comme un élément fonctionnel. L’impression 3D nous permet de fabriquer cette enveloppe extérieure tout en gardant la possibilité de faire évoluer sa conception.

La production en petite série est également une situation dans laquelle la fabrication additive prend tout son sens. Il n’est pas toujours pertinent d’investir dans un moule ou dans un outillage lourd pour fabriquer une quantité limitée de pièces. L’impression 3D permet de passer directement du fichier à la pièce, avec beaucoup moins d’étapes intermédiaires.

Cela ne veut pas dire que cette méthode est systématiquement la meilleure pour toutes les productions. Au contraire, son intérêt dépend beaucoup des quantités, de la géométrie, des délais et des contraintes du projet. Mais pour une série limitée de boîtiers spécifiques, elle offre une souplesse particulièrement intéressante.

Dans le cas présent, le travail ne s’est donc pas résumé à lancer une série d’impressions. Il a fallu prendre en compte l’usage du boîtier, vérifier son intégration avec l’électronique, valider un premier exemplaire puis assurer la fabrication des différents modèles nécessaires.

Ce projet nous rappelle aussi une chose importante dans notre manière de travailler chez OBJET MAKER : une imprimante 3D peut être utilisée aussi bien pour fabriquer un prototype que pour produire directement une petite série de pièces destinées à être utilisées.

Entre les deux, la frontière est finalement assez mince. Le premier exemplaire permet de valider la conception, puis le même modèle numérique peut servir de base à la production. Lorsque les quantités restent raisonnables, cela permet d’éviter de multiplier les étapes et de conserver une grande liberté d’évolution.

Cette réalisation de boîtiers électroniques pour défibrillateur illustre donc une utilisation très concrète de l’impression 3D : partir d’une conception numérique, fabriquer un premier boîtier, vérifier son intégration, apporter si nécessaire les corrections, puis passer à une production en petite série.

Ce n’est pas forcément le type de réalisation qui se remarque le plus visuellement. Pourtant, c’est justement dans ce genre de projet que nous voyons tout l’intérêt de l’impression 3D. Une pièce relativement simple en apparence peut répondre à un besoin très précis, être fabriquée en quantité limitée et évoluer rapidement si le projet le demande.

Pour nous, c’est aussi une bonne illustration de la place que peut prendre l’impression 3D dans la fabrication professionnelle : non pas uniquement comme outil de prototypage, mais comme un véritable moyen de produire des pièces fonctionnelles lorsque les volumes et les contraintes du projet s’y prêtent.