Outils photographiques : permettre une fabrication de précision rapide et rentable

Qu'est-ce qu'un outil photographique ?

Un outil photographique est utilisé pour transférer l'image de conception assistée par ordinateur (CAO) du dessin du composant sur une feuille de métal avant la production d'un prototype ou d'une série à l'aide du processus de découpe chimique.

Le processus de création de l'outil photographique commence par la conception initiale, qui est générée à l'aide d'un logiciel de CAO. Ce dessin est ensuite compensé pour tenir compte des variations dans le processus de découpe avant d'être imprimé ou « tracé » sur des feuilles de mylar.

Ces outils photographiques en mylar peuvent être à simple ou double face, les variantes à double face étant utilisées pour les géométries plus complexes ou lorsque des caractéristiques de découpe sont requises sur les deux faces de la feuille de métal.

Comment fonctionne l'outillage photographique ?

L'outillage photographique fonctionne comme un pochoir lorsqu'il est associé à une feuille de métal recouverte d'un matériau photosensible. La résine photosensible subit une réaction contrôlée lorsqu'elle est exposée à la lumière ultraviolette par l'intermédiaire de l'outillage photographique, ce qui permet d'imprimer le motif souhaité sur le substrat. Le matériau subit ensuite un traitement chimique pour développer et exposer le motif souhaité à travers la résine photosensible avant la découpe - un processus soustractif qui utilise des agents de gravure chimique pour dissoudre sélectivement la feuille de métal exposée.

Comment l'outillage photographique se compare-t-il à l'outillage traditionnel pour l'usinage de la tôle ?

emboutissage

Dans le processus d'emboutissage, un outilleur conçoit un ensemble de poinçons et de matrices spécialisés, qui sont ensuite méticuleusement usinés selon des plans détaillés.

La production d'outils d'emboutissage peut être très coûteuse, atteignant souvent des dizaines de milliers d'euros, en fonction de facteurs tels que la complexité des composants, leur taille et les matériaux sélectionnés. Les délais d'exécution peuvent également varier de quelques semaines à quelques mois, en fonction de la complexité de l'outillage.

Par ailleurs, des problèmes peuvent survenir dans la maintenance des outils d'emboutissage en raison de l'usure, ce qui entraîne des dépenses accrues et des délais prolongés.

L'outillage photographique contre l'outillage d'emboutissage

L'outillage photographique constitue une alternative rentable à l'outillage traditionnel par emboutissage. L'impression de l'outillage directement à partir de données CAO permet sa création rapide, ce qui simplifie les modifications et accélère les délais d'exécution. L'outillage photographique produit par voie numérique, dont le prix est généralement d'environ 200 euros, permet également de réaliser des prototypes à moindre coût. En outre, ses feuilles de mylar sont durables, facilement interchangeables et réutilisables, ce qui réduit encore les coûts et les délais.

Découpe au laser et découpe au jet d'eau

La découpe au laser et la découpe au jet d'eau ont une caractéristique commune : elles suppriment toutes deux la nécessité d'utiliser des outils physiques durs ou souples. Au lieu de cela, un laser ou un jet d'eau est programmé pour découper avec précision les composants souhaités dans une feuille de métal. En éliminant le besoin d'outillage, la dépense principale se limite aux frais de programmation, ce qui rend la mise en place des deux procédés rentable pour les ingénieurs.

Néanmoins, malgré leur prix abordable, la configuration ne représente que la phase initiale du processus. En tant que processus à point unique, les délais peuvent atteindre plusieurs semaines, et des difficultés supplémentaires peuvent apparaître lors de l'usinage de composants complexes exigeant des niveaux de précision élevés.

L'outillage photographique contre l'outillage de découpe au laser et de découpe au jet d'eau

Bien que l'outillage photographique nécessite un investissement financier modeste, il se distingue par sa capacité à prendre en charge des conceptions complexes avec une précision inégalée, ce qui permet d'ajuster la conception jusqu'à ce que les spécifications du composant soient satisfaites. En outre, la découpe chimique élimine le risque de bavures et de tensions, ce qui garantit une efficacité optimale des composants.

Électroformage

L'électroformage, technique qui consiste à déposer du métal sur une surface conductrice par électrolyse, utilise différentes formes d'outillage. Par exemple, l'outillage en verre fonctionne de la même manière que les feuilles de mylar utilisées pour la découpe chimique ou l'imagerie directe au laser (LDI). Dans le cas de l'imagerie directe au laser, la conception CAO est transférée sur la surface revêtue de photorésistance d'un substrat à l'aide d'un laser. Cet outillage permet aux ingénieurs d'atteindre une précision de ± 1 micron, offrant des détails ultrafins et des tolérances serrées qui surpassent les autres technologies d'usinage de la tôle.

Malgré son exactitude et sa précision inégalées, l'électroformage est le processus d'usinage le plus coûteux. L'outillage d'électroformage traditionnel coûte généralement des milliers d'euros, et les frais de programmation doivent également être pris en compte lors de l'utilisation de la technologie LDI (Imagerie directe au laser). Par ailleurs, l'électroformage offre une flexibilité restreinte en matière de matériaux, généralement limitée au cuivre et au nickel.

L'outillage photographique contre l'outillage d'électroformage

Sans atteindre les niveaux de précision de l'électroformage, l'outillage photographique constitue une alternative plus économique. Il permet aux ingénieurs de découper partiellement des composants en positionnant deux outils photographiques distincts sur les côtés opposés du substrat, ce qui donne une caractéristique « gravée ». En outre, la découpe chimique fait preuve d'une polyvalence exceptionnelle en acceptant plus de 2 000 types de variantes de matériaux, offrant ainsi aux ingénieurs un choix de matériaux large et adaptable pour la conception de leurs composants de précision.

Conclusion

L'outillage photographique apparaît comme une méthode polyvalente pour la production de composants découpés avec précision. L'utilisation de feuilles de mylar résistantes à l'usure contribue à réduire les coûts et les délais, ce qui fait de l'outillage photographique une option rentable. Les ingénieurs concepteurs bénéficient également d'une liberté et d'une flexibilité inégalées, car cette méthode élimine les coûts de modification supplémentaires associés à l'outillage dur. En outre, l'outillage photographique excelle dans la gestion de conceptions complexes et délicates, garantissant la précision et l'uniformité dans diverses applications et industries.