Du prototypage à la production en série avec les technologies SLA et SLS
Comment XSPECTER combine des pièces finales imprimées en 3D par SLA et SLS pour fabriquer un trépied de caméra d'extérieur
Avec une vision innovante et une grande détermination, de nombreux entrepreneurs ont réussi à combler les lacunes sur le marché. Matthias Mähler, constatant l’absence d’une solution similaire, a eu l’idée de concevoir le premier prototype d’un trépied spécialement conçu pour les appareils de vision nocturne et les caméras thermiques portables.
L’un des principaux défis résidait dans la création d’un produit complexe qui aurait nécessité un investissement initial de plus de 100 000 € en outillage s’il avait opté pour le moulage par injection. En tant que petite startup, cela aurait comporté des risques considérables, d’autant plus qu’il n’avait aucune certitude quant à la demande sur le marché. En utilisant l’impression 3D pour le développement et la fabrication du trépied, il a réussi à contourner cet obstacle financier majeur. Aujourd’hui, sa société XSPECTER produit en interne son premier trépied d’appareil photo, le T-Crow XRII, et le commercialise avec succès grâce à un partenaire exclusif.
Dans une interview, M. Mähler nous a expliqué comment il a pu créer un produit fini en combinant différentes technologies d’impression 3D et pourquoi il a choisi cette méthode.
Développement d’un trépied d’appareil photo 360° contrôlable
Les dispositifs de vision nocturne et d’imagerie thermique portative sont devenus un équipement standard pour les chasseurs, les plaisanciers et les agents de sécurité. Cependant, un inconvénient majeur est que ces appareils ne fonctionnent pas à travers le verre et les vitres des véhicules. Les utilisateurs sont ainsi contraints de tenir leur appareil à la main par la fenêtre ouverte ou de sortir fréquemment du véhicule lorsqu’ils conduisent la nuit.
Matthias Mähler, un chasseur amateur et entrepreneur, s’est lancé dans la quête d’une solution appropriée pour fixer ses appareils à l’extérieur de son véhicule.
Face à l’absence de supports ou de trépieds adaptés sur le marché, il a pris l’initiative de résoudre ce problème lui-même. Il a commencé par concevoir un prototype de trépied stabilisateur et réglable spécialement conçu pour les dispositifs de vision nocturne et d’imagerie thermique. Ce trépied peut être fixé sur le toit ou la vitre d’une voiture à l’aide de ventouses ou de pieds magnétiques.
Les dispositifs de vision nocturne et d’imagerie thermique portative sont devenus un équipement standard pour les chasseurs, les plaisanciers et les agents de sécurité. Cependant, un inconvénient majeur est que ces appareils ne fonctionnent pas à travers le verre et les vitres des véhicules. Les utilisateurs sont ainsi contraints de tenir leur appareil à la main par la fenêtre ouverte ou de sortir fréquemment du véhicule lorsqu’ils conduisent la nuit.
Matthias Mähler, un chasseur amateur et entrepreneur, s’est lancé dans la quête d’une solution appropriée pour fixer ses appareils à l’extérieur de son véhicule.
Face à l’absence de supports ou de trépieds adaptés sur le marché, il a pris l’initiative de résoudre ce problème lui-même. Il a commencé par concevoir un prototype de trépied stabilisateur et réglable spécialement conçu pour les dispositifs de vision nocturne et d’imagerie thermique. Ce trépied peut être fixé sur le toit ou la vitre d’une voiture à l’aide de ventouses ou de pieds magnétiques.
Le T-Crow XRII avec différentes caméras sur la fenêtre de la voiture (à gauche) et sur le toit de la voiture (à droite)
Le trépied T-Crow de XSPECTER offre une rotation intégrée à 360° ainsi qu’une plage d’inclinaison supplémentaire de 55°, vous permettant ainsi de suivre aisément les mouvements des animaux et les obstacles depuis l’intérieur de votre véhicule.
L’image thermique sur l’écran d’une tablette à l’intérieur de la voiture
Du prototypage à la production en série
« Nous avons intégré l’impression 3D à la chaîne de production après l’avoir utilisée pour produire les prototypes. Cela a tellement bien fonctionné que nous avons fini par concevoir l’ensemble du produit à l’aide de diverses technologies d’impression 3D, et nous l’imprimons en 3D encore aujourd’hui », explique M. Mähler.
Au début de son projet, M. Mähler a développé plusieurs versions prototypes du trépied en collaboration avec des services d’impression 3D utilisant des imprimantes FDM. Une fois que le design du produit a été finalisé, il a sollicité l’aide d’AMPro 3D, un partenaire de Formlabs, pour obtenir des recommandations sur les technologies et les matériaux d’impression 3D appropriés pour la production de la première série.
Un trépied T-Crow prêt à être expedié avec le boitier produit en Nylon 12 Powder
Il a choisi l’imprimante 3D formlabs SLS Fuse 1 ainsi que l’imprimante 3D SLA grand format Form 3L pour lancer la productio en série des T-Crows et imprimer en 3D des pièces d’utilisation finale.
Production en série avec une combinaison d’impression 3D SLA et SLS
XSPECTER utilise une combinaison de technologies d’impression 3D, notamment SLA et SLS, pour fabriquer la plupart des composants de son trépied d’appareil photo, à l’exception des éléments électroniques. Le boîtier est créé à l’aide d’une imprimante Fuse 1, en utilisant du Nylon 12 Powder de Formlabs, ce qui lui confère légèreté et une résistance aux conditions environnementales difficiles. De plus, ce matériau est idéal pour fusionner ultérieurement les bagues filetées lors de l’assemblage.
Pour les essieux et les engrenages, XSPECTER fait appel à sa Form 3L et à la Durable Resin. Ce matériau est flexible, résistant aux chocs et offre une faible friction, ce qui permet d’installer les ajustements avec précision nécessaires au système de contrôle à deux axes.
Engrenages pour le T-Crow imprimé sur la Form 3L en Durable Resin
Une fois que les différentes pièces ont été imprimées et post-traitées en interne, elles sont assemblées à l’aide d’inserts filetés et sont prêtes à être expédiées dans les trois jours.
Tous les composants imprimés en 3D du T-Crow avant assemblage.
« Avec les imprimantes dont nous disposons actuellement, nous pourrions produire 1500 T-Crows complets prêts à être expédiés en un an », déclare M. Mähler.
Une plus grande liberté de conception grâce à l’impression 3D
Ces ajustements de conception sont effectués, par exemple, lors de la personnalisation des adaptateurs pour différents appareils photo, permettant ainsi une utilisation universelle des trépieds. Les diverses caractéristiques de conception sont directement intégrées dans le boîtier imprimé en 3D. En cas de sortie d’un nouveau modèle d’appareil photo sur le marché, M. Mähler peut rapidement apporter les modifications nécessaires à son trépied T-Crow et le commercialiser.
La flexibilité offerte par l’impression 3D a également permis à XSPECTER de réaliser des économies significatives en s’adaptant rapidement aux changements de fournisseurs pour les composants individuels.
« Une fois, j’ai cessé de recevoir l’interrupteur marche/arrêt de notre fournisseur initial et j’ai été obligé d’en changer. Il nous a suffi d’agrandir d’environ deux millimètres l’ouverture pour l’interrupteur marche/arrêt, ce qui s’est fait en un tournemain », explique M. Mähler.
Avec un investissement initial d’environ 120 000 € pour l’outillage du moulage par injection, apporter une modification similaire au moule d’origine aurait entraîné des coûts financiers et des délais bien plus importants.
« À mon avis, l’impression 3D est à la pointe du secteur, surtout si une entreprise veut prendre en compte les retours clients. Même si nous produisons déjà en série, nous continuons à développer constamment nos trépieds en fonction des retours d’expérience. »
Matthias Mähler
Grâce à l’impression 3D, XSPECTER peut produire un nombre équivalent de pièces par rapport au moulage par injection, mais à un coût moindre et avec une plus grande souplesse. En conséquence, M. Mähler ne peut actuellement envisager aucune autre technologie de fabrication pour son produit. Entre-temps, M. Mähler se penche déjà sur son prochain projet, nommé Sea-Crow : une version adaptée à un usage maritime du trépied d’appareil photo, qui comprend également des projecteurs et qui joue un rôle essentiel dans la navigation nocturne sur l’eau.
