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Choisir le meilleur logiciel CAO 3D : guide complet

La CAO (conception assistée par ordinateur) est l'outil qui permet de développer une conception avant de passer à la phase de fabrication. Grâce aux logiciels CAO, les concepteurs et les ingénieurs traduisent des croquis conceptuels en modèles tridimensionnels qui sont ensuite visualisés, optimisés et testés avant d'être directement imprimés en 3D ou produits avec des outils de fabrication traditionnels. 

En l'espace de quelques décennies, les programmes CAO se sont multipliés pour inclure aujourd'hui des dizaines d'alternatives viables, chacune avec ses propres avantages et inconvénients, ses procédures de modélisation et ses utilisations spécifiques. Examinons les différentes offres pour choisir un environnement de travail virtuel qui pourra vous accompagner tout au long de votre carrière.

Qu'est-ce qu'un logiciel CAO ?

La conception assistée par ordinateur (CAO) est une méthode permettant de créer numériquement des dessins 2D et des modèles 3D qui a remplacé le dessin manuel dans un grand nombre de secteurs. Les logiciels CAO permettent aux concepteurs d'explorer des idées, de modifier facilement des conceptions, de les visualiser par le biais de rendus, de tester leurs performances, de les partager pour obtenir un retour, de rédiger de la documentation, et bien plus encore. Tout ceci favorise l'innovation et permet aux entreprises de raccourcir les délais de commercialisation.

Les logiciels CAO existent depuis 1959, date à laquelle Doug Ross, chercheur au MIT, a inventé le terme de « conception assistée par ordinateur » après avoir développé un programme permettant à son équipe de dessiner des circuits électroniques sur un ordinateur pour des recherches et des modifications plus rapides.

À partir du début des années 1980, les fabricants d'automobiles, d'avions et d'électronique qui pouvaient se le permettre ont intégré la CAO dans leur procédure de travail. Dans les années 1990, les outils de modélisation de solides ont été améliorés grâce à la représentation par les bords, une façon plus cohérente de représenter les objets virtuels en décrivant leurs limites et leurs interconnexions. Cette méthode a été adoptée par les systèmes désormais bien connus que sont SolidWorks (1995), SolidEdge (1996) et Autodesk Inventor (1999).

Les années 2000 ont vu l'émergence de systèmes CAO open-source tels que FreeCAD. De nouvelles fonctionnalités et de nouveaux modules ont également été développés pour plusieurs programmes CAO, permettant aux concepteurs de développer le produit physique mais aussi de l'animer et de le simuler, de créer des rendus, ainsi que d'intégrer le développement de produits dans les processus de gestion de projet et de gestion du cycle de vie des produits (PLM).

Les systèmes logiciels CAO les plus récents sont basés sur le cloud, ce qui permet aux développeurs de travailler sur le même modèle à partir de différents postes de travail et d'utiliser des algorithmes complexes tels que la conception générative, la simulation et le rendu sans problèmes de performance. Les simulations avancées permettent de tester une conception en prenant compte de nombreux aspects mécaniques, et ne prennent que quelques heures au lieu de plusieurs jours. Grâce à la conception générative, l'ordinateur devient un co-créateur qui utilise l'intelligence artificielle pour suggérer des formes optimales répondant à des problèmes mécaniques spécifiques.

Les avantages de l'intégration de la CAO dans le processus de développement de produits sont les suivants :

  • Développement de concept rapide : vous pouvez dessiner vos conceptions avec précision pour les visualiser et préparer des prototypes rapides imprimés en 3D.

  • Spécialisation : l'utilisation de la CAO dans l'ensemble de votre organisation permet de développer des connaissances spécifiques qui permettent de mieux comprendre comment des pièces peuvent être fabriquées.

  • Visualisation : vous pouvez informer et impressionner vos clients avec des rendus 3D de pointe, des animations et des expériences de réalité virtuelle représentant les travaux en cours.

  • Optimisation : les défauts et les imperfections peuvent être détectés et corrigés beaucoup plus rapidement dans un environnement virtuel. Les écarts entre la conception initiale et la réalité de la fabrication sont comblés grâce à des dessins mécaniques aux tolérances précises.

  • Fabrication rapide : les produits peuvent être mis en production plus rapidement grâce aux systèmes FAO et aux technologies de fabrication rapide.

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Utilisations de la CAO

Traditionnellement, les systèmes logiciels CAO aident à générer des dessins mécaniques qui indiquent à l'usine comment fabriquer un produit, ce qui inclut la technologie de fabrication, les matériaux, les finitions des moules et les tolérances requises. Mais aujourd'hui, ils peuvent aussi :

  • Créer des rendus photoréalistes pour les présentations en interne et les documents marketing

  • Intégrer la nomenclature pour pouvoir gérer toutes les pièces d'un assemblage ainsi que l'estimation des coûts 

  • Importer directement des pièces mécaniques standard et/ou des éléments décoratifs à partir des bases de données de divers fournisseurs

  • Déterminer quel moule d'injection est nécessaire pour créer une pièce, moyennant le réglage de quelques paramètres de base

  • Aider à la conception et à la simulation de composants en tôle, de cadres soudés et de pièces composites

  • Effectuer des analyses de contrainte et de flambage (FEA), des simulation de chute, et suggérer des améliorations basées sur la conception générative (GD)

  • Simuler le moulage par injection

  • Effectuer des analyses thermiques, vibratoires et aérodynamiques

  • Effectuer des analyses de mouvement et détecter les interférences pour les assemblages

  • Effectuer des analyses ergonomiques à l'aide de mannequins 3D

  • Aplanir la surface de dessins découpés à partir d'un modèle 3D

  • Utiliser des algorithmes d'imbrication pour optimiser la disposition des pièces sur la plateforme 2D d'une découpeuse laser ou d'une imprimante 3D

  • Configurer automatiquement le sertissage de pierres précieuses pour la conception de bijoux

  • Simuler des tissus et des structures gonflables

  • Proposer des systèmes PLM qui permettent de gérer les assemblages, l'historique des versions des pièces, les versions produites, les modifications techniques, les formats de fichiers, les métadonnées, l'estimation des coûts, les vendeurs et les fournisseurs, les collaborateurs, le contrôle d'accès, le contrôle des révisions, la planification des processus de fabrication, ainsi que les fichiers, les documents et les présentations liés aux pièces

  • Inclure des fonctionnalités avancées de dimensionnement et tolérancement géométrique (GD&T), qui permettent de transmettre l'intention de la conception et d'optimiser le processus de fabrication

  • Importer directement des données de numérisation 3D pour la rétro-ingénierie

  • Préparer des modèles pour l'impression 3D

  • Appliquer des textures et de la peinture pour l'art, les jeux vidéo, les films et l'impression 3D en couleur.

Types de systèmes logiciels CAO

Dans les cercles professionnels plus puristes, la CAO fait généralement référence à un système paramétrique doté d'un arbre historique et de capacités avancées permettant de travailler avec des assemblages complexes et soumis à de fortes contraintes, par opposition aux logiciels 3D qui sont principalement destinés à générer des modèles à des fins artistiques ou de visualisation. Dans cet article, nous considérons comme appartenant à la catégorie CAO tout programme capable de générer des modèles 3D exploitables pour des procédés de fabrication tels que le moulage par injection, le thermoformage ou l'impression 3D. La quantité de commandes paramétriques est, en fin de compte, elle aussi une composante dont que le concepteur peut tenir compte en choisissant un programme.

Les modeleurs de formes libres, aussi appelés sculpteurs d'argile virtuelle, offrent le moins de contrôle dimensionnel. L'utilisateur dessine des formes à partir d'un objet maillé de base, en le modifiant librement sans aucune contrainte numérique. Les exemples les plus connus sont Zbrush et Mudbox.

Dans la modélisation polygonale, également connue sous le nom de modélisation par maillage, par fil ou par boîte, l'utilisateur part également d'un maillage de base mais, au lieu de sculpter grossièrement des formes, il les déforme en modifiant certains éléments du maillage tels que les sommets, les arêtes et les faces. Il existe également des modificateurs/déformateurs qui agissent sur l'ensemble de la forme et peuvent la plier, la tordre, la lisser et la transformer. Cela permet au concepteur de disposer d'un certain contrôle, bien que les parties modifiées ne soient pas liées à toutes les autres parties du modèle. Wings3D est gratuit, mais les modeleurs en boîte tels que 3D Studio Max, Maya, Blender et Cinema4D offrent également des capacités d'animation et de rendu avancées.

La modélisation solide est la manière la plus simple de créer une conception 3D pour en faire un modèle prêt à la fabrication. Dès le départ, la conception virtuelle est traitée comme un objet solide pouvant être fabriqué auquel l'utilisateur ajoute ou retire de la matière grâce à des techniques de géométrie de construction de solides (CSG). Des programmes tels que SolidWorks et SolidEdge permettent de créer des esquisses de différentes parties du modèle qui peuvent ensuite être extrudées ou tournées autour d'un axe afin de créer de nouvelles caractéristiques.

Les modélisateurs de surface traitent l'objet virtuel comme un ensemble de surfaces, et ce n'est que si celles-ci sont entièrement connectées de tous les côtés que le modèle peut être qualifié d' « étanche » et ensuite converti en un corps solide prêt à être produit, par exemple par impression 3D. Le créateur commence par créer des esquisses qui sont ensuite projetées, tournées autour d'un axe, ou superposées à d'autres esquisses. Les surfaces peuvent ensuite être mélangées et ajustées les unes aux autres afin de créer une conception de pièce complexe. Les surfaces peuvent être tangentes, ce qui signifie que l'une rejoint directement l'autre. C'est ce qu'on appelle la continuité G1. Cependant, lorsque le changement de tangence reste constant sur une surface, on peut parler de courbure continue, ou G2. Des fonctionnalités avancées de modélisation surfacique de type G2 sont proposées par des programmes comme Alias, Creo et Rhinoceros. Si le changement de courbure doit rester lisse, par exemple dans le cadre d'une optimisation aérodynamique, il s'agit alors de G3, et nous entrons alors dans le domaine du surfaçage de classe A pour lequel seuls les systèmes logiciels les plus avancés tels que CATIA sont adaptés. Lorsque vous optez pour un modeleur de surface, il est important de savoir s'il est basé sur les définitions NURBS, Bézier, T-Splines ou Coons, maintenant dépassée.

Contrairement aux modeleurs directs, les modeleurs paramétriques permettent au concepteur de contrôler entièrement le processus de modélisation. Chaque élément peut être créé en fonction d'un ensemble de dimensions et de contraintes qui déterminent sa taille, sa forme et son emplacement. Ces éléments se superposent pour créer une arborescence historique qui reflète la façon dont le modèle a été construit. Le concepteur travaille ici plus directement sur les paramètres qui déterminent la conception plutôt que sur la géométrie elle-même. Il est possible de programmer certaines parties de la conception, ce qui enrichit la procédure de travail et ouvre un champ énorme de nouvelles possibilités en matière de textures, de motifs et de variations pour la personnalisation du produit. Les modélisateurs paramétriques tirent le meilleur parti de la CAO, mais veillent toujours à ne pas entraver l'exploration conceptuelle. Le passage au paramétrique se fait souvent trop tôt dans le processus de création. CATIA, Creo et OnShape comprennent tous des fonctionnalités avancées de modélisation paramétrique. Rhinoceros est un modeleur direct, et son plug-in Grasshopper est un excellent exemple de la manière dont le contrôle paramétrique peut être intégré au processus. Dans OpenSCAD, toute la géométrie est codée dans une fenêtre séparée et non pas dessinée directement dans l'espace virtuel Antimony remplace les scripts textuels par un diagramme de flux plus intuitif basé sur des nœuds, à la manière de Grasshopper. SolidWorks utilise quant à lui un document comme définition d'entrée, ce qui permet un certain contrôle sur la base de données.

Dans le cadre de la conception générative (GD), des résultats complexes sont générés par ordinateur, ce qui permet d'aller plus loin que le champ de vision d'un concepteur humain. Une conception peut être modifiée en ajustant manuellement les nombres d'entrée, ce qui met à jour le modèle. Elle peut également être partiellement ou entièrement réalisée par l'intelligence artificielle, qui ajoute la récursivité et l'évolution au processus de modélisation 3D pour obtenir des formes optimales, comme dans l'optimisation topologique. 

La plupart des systèmes CAO actuels sont hybrides, car ils comprennent des aspects et des outils issus de plusieurs types d'approches de modélisation CAO en fonction des exigences d'un secteur ou d'un type de produit spécifique. SolidWorks et Cobalt sont les meilleurs pour la modélisation de solides, mais ils offrent également d'excellentes fonctionnalités de revêtement. CATIA, Siemens NX et Creo sont entièrement paramétriques et offrent des fonctionnalités avancées de modélisation solide et surfacique, mais aussi de modélisation de formes libres. Blender offre à la fois la modélisation polygonale et la sculpture dans un seul environnement. SelfCAD et Fusion360 combinent la modélisation maillée et la modélisation solide. ZBrush est aussi un système hybride dans la mesure où, à côté d'une masse d'argile virtuelle sur laquelle travailler, il offre également d'excellents outils de modélisation polygonale.

En ce qui concerne le matériel, un processeur et un processeur graphique puissants ainsi qu'une bonne mémoire RAM sont indispensables, en particulier pour les logiciels de CAO paramétrique et les systèmes qui ne sont pas basés sur le cloud. Investir dans un contrôleur ou une souris dédiée à la conception 3D présente de grands avantages. 

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Solutions de logiciels CAO par secteur

Au départ, les logiciels CAO étaient réservés à une élite, aux plus grandes entreprises des secteurs de l'aérospatiale et de l'automobile. Mais au cours des dernières décennies, ils sont devenus incontournables dans toutes les entreprises, même les plus petites. Voici des exemples de quelques secteurs et de leur studios favoris :

SecteurLogiciel
AutomobileCATIA, Siemens NX, Alias, Creo, Rhinoceros
ArchitectureAutoCAD, Revit, ArchiCAD, Microstation, SketchUp, Rhinoceros + Grasshopper
Dentaire3Shape, exocad, CEREC, OrthoCAD, PlanCAD, Ceramill Mind, Zirkonzahn, Maestro3D, RealGUIDE
Ingénierie et conception de produitsSolidWorks, Onshape, Creo, Siemens NX
AmeublementCobalt, SolidWorks, Rhinoceros
ModeMarvelous Designer, CLO
ChaussuresModo, ICad3D+, MindCAD, Geomagic Freeform, Blender, Rhinoceros
Décoration d'intérieurHomestyler, HomeByMe, Virtual Architect, FloorPlanner, RoomStyler
Joaillerie3Design, ZBrush + GemCut Pro, Rhinoceros (+ Grasshopper, Matrix, 2Shapes, Weaverbird, Peacock, et plug-ins Lunchbox)
Production industrielleInventor, SolidEdge, SolidWorks
Laboratoire ouvert / Impression 3DZBrush, Mudbox, Fusion360, MeshMixer, Rhinoceros + Grasshopper
MédicalSolidWorks, Inventor, Siemens NX, Spaceclaim, Rodin4D Neo, Adept, Within Medical
Modélisme et loisirsMaya, 3D Studio Max, Houdini, Modo, Cinema4D, Blender, Daz3D
Aménagement paysagerVectorworks Landmark, LandFX, Rhinoceros + Lands Design, SketchUp
Recherche et enseignementSelfCAD, TinkerCAD, 3DBuilder, SketchUp, BlocksCAD
Réalité virtuelleMaya LT, 3D Studio Max, Creo, SketchUp

Comment choisir un environnement CAO

Il peut être tentant de choisir un logiciel CAO en se basant sur des caractéristiques qui ont un certain attrait ou une valeur de nouveauté. Cependant, il est primordial d'évaluer si ces caractéristiques changent réellement la donne, si ce sont des innovations radicales ou seulement des améliorations progressives de valeur marginale.

Il est extrêmement important que l'espace de travail virtuel que vous choisissez soit capable de répondre à la complexité de votre produit. Votre produit nécessitera-t-il un surfaçage avancé, tel que des mélanges de courbes, un aplatissement de la surface pour les produits souples, ou des caractéristiques de modelage telles que des transitions graduées ? Aura-t-il besoin de fonctionnalités avancées pour l'épaississement des parois, du contrôle paramétrique de toutes les dimensions, ou de capacités de conception avancées pour assembler plus de 100 pièces ?

En ajoutant des outils CAO à votre processus de développement, ne sous-estimez pas la compatibilité des formats de fichiers. En cas de décalage, il faut s'assurer que rien ne se perd entre les formats, ce qui peut prendre un certain temps. 

Deuxièmement, examinez la complexité requise pour l'ensemble du processus de travail en aval de la conception des pièces. Le programme sera-t-il utilisé uniquement pour des conversions techniques de dessins conceptuels réalisés sur papier, ou également pour des explorations créatives ? Des analyses mécaniques seront-elles nécessaires pour la production ? L'entreprise produira-t-elle plusieurs versions d'un même produit, ou des produits similaires qui partageront les mêmes pièces ? Les pièces nécessiteront-elles des révisions radicales qui exigeront le contrôle de l'ensemble de l'arbre historique ? Y a-t-il une possibilité de stockage sur le cloud ou de rendu en réseau, ou tout reposera-t-il sur des serveurs et des postes de travail locaux ? À quelle fréquence aurez-vous besoin d'imprimer en 3D des prototypes ou des pièces d'utilisation finale ?

Il est préférable d'évaluer une version d'essai du logiciel pendant plusieurs semaines avant de décider de l'acheter. Cela vous permet de voir si le logiciel n'est pas trop lourd pour le CPU et le GPU de votre ordinateur, s'il est suffisamment robuste ou s'il contient encore des bogues pouvant entraîner des plantages, et comment la gestion des fichiers fonctionnera.

Ensuite, vérifiez si le logiciel fait partie intégrante du programme éducatif local. Si comme c'est probablement le cas l'équipe de conception ou d'ingénierie de l'entreprise n'est pas familiarisée avec le logiciel, demandez-vous si l'interface utilisateur est suffisamment intuitive pour qu'elle puisse apprendre à l'utiliser rapidement et intervenir rapidement sur des projets. L'interface graphique est-elle personnalisable pour répondre aux besoins des débutants comme des utilisateurs experts et configurer des raccourcis instantanés pour les commandes les plus utilisées ?

Enfin, les systèmes CAO avancés étant de plus en plus coûteux, il est parfois utile d'envisager des alternatives gratuites ou abordables. DesignSpark est une alternative gratuite à AutoCAD. Au lieu de ZBrush, il y a ZBrushCoreMini et Sculptris, tous les deux gratuits. Blender est entièrement gratuit et produit des résultats comparables à ceux de Maya et de 3D Studio Max. S'ils vous semblent trop compliqués, Wings3D est un modeleur polygonal facile à apprendre et également gratuit. SolidEdge est un dérivé simplifié de NX, tandis que SolidWorks, bien que moins avancé et moins complet, fonctionne tout aussi bien que CATIA dans de nombreux cas. FreeCAD est gratuit, open-source, et constitue un excellent point de départ pour ceux qui veulent se plonger dans la modélisation basée sur les caractéristiques.

Voici comment les logiciels CAO 3D sélectionnés se classent sur les critères les plus importants :

SculpturePolygoneSolideSurfaceParamétriqueCaractéristiquesÉvolutivitéUXPrix
3DBuilder★☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆★☆☆☆☆☆☆☆☆☆★★★☆☆★★★★★
Blender★★★★☆★★★★★★★☆☆☆☆☆☆☆☆★★☆☆☆★★★★☆★☆☆☆☆★☆☆☆☆★★★★★
CATIA★★★☆☆★★☆☆☆★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★☆☆☆☆☆☆☆☆
Creo☆☆☆☆☆★★★☆☆★★★★★★★★★☆★★★★★★★★★☆★★★★★★★★☆☆★☆☆☆☆
FreeCAD☆☆☆☆☆★☆☆☆☆★★★★☆★★☆☆☆★★☆☆☆★★★☆☆★★★☆☆★☆☆☆☆★★★★★
Fusion 360☆☆☆☆☆★☆☆☆☆★★★★☆★★☆☆☆★★★☆☆★★★☆☆★★★☆☆★★★★☆★★★★★
MeshMixer★★★☆☆★★☆☆☆★☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆★★☆☆☆☆☆☆☆☆★★★★☆★★★★★
NX★★★★☆★★☆☆☆★★★★☆★★★★★★★★★☆★★★★☆★★★★★★★★★☆★☆☆☆☆
Onshape☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆★★★★☆★★★☆☆★★★★★★★★☆☆★★★★★★★★☆☆★☆☆☆☆
Rhinoceros☆☆☆☆☆★☆☆☆☆★★☆☆☆★★★★★★★★☆☆★★★★★★★★☆☆★☆☆☆☆★★★☆☆
SelfCAD★★★☆☆★★☆☆☆★★★☆☆★☆☆☆☆★☆☆☆☆★★☆☆☆★☆☆☆☆★★★☆☆★★★★☆
SketchUp☆☆☆☆☆★★★☆☆★★★☆☆★☆☆☆☆★☆☆☆☆★★☆☆☆★☆☆☆☆★★★☆☆★★★★☆
SolidWorks☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆★★★★★★★★☆☆★★★☆☆★★★★☆★★★★★★★★★☆★☆☆☆☆
TinkerCAD☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆★☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆★☆☆☆☆☆☆☆☆☆★★★★☆★★★★★
ZBrush★★★★★★★★☆☆★☆☆☆☆☆☆☆☆☆★☆☆☆☆★★★☆☆☆☆☆☆☆★★★☆☆★★☆☆☆

Les cinq premiers scores concernent principalement la profondeur des caractéristiques et la robustesse pour chaque style de modélisation. La polyvalence est basée sur le nombre de cas d'utilisation et de domaines d'application d'un programme. L'évolutivité concerne la capacité à traiter différents types de modèles, de la conception à la phase de fabrication, à gérer des assemblages complexes et à mettre en place des lignes de produits complètes avec des pièces et des documents interconnectés. L'UX combine la convivialité de l'interface graphique et la difficulté d'apprentissage.

Comparaison de logiciels CAO

Dans cette section, nous allons comparer différents logiciels CAO regroupés par type d'utilisateur. Nous mentionnerons notamment les meilleurs logiciels CAO pour les débutants, les étudiants, les concepteurs et ingénieurs professionnels, les grandes entreprises, et pour l'impression 3D.

Meilleur logiciel CAO pour les débutants

SelfCAD

Développeur : CrossBrowser3D

Sortie : 2016

Plateformes : toutes, sur navigateur

Idéal pour : éducation (collège/lycée), impression 3D

Prix : 599 $, ou une version simplifiée gratuite

SelfCAD est un environnement de modélisation directe de base disponible sur navigateur, et destiné à ceux qui veulent s'initier à la 3D. Il offre de nombreuses options pour sélectionner des objets que l'utilisateur peut ensuite modifier, sculpter ou combiner avec d'autres objets. SelfCAD permet un certain contrôle paramétrique en proposant des fonctionnalités d'esquisse, d'extrusion, de rotation et de loft pour les esquisses. Des images SVG peuvent être importées pour des extrusions personnalisées. Des détails tels que des arrondis et des chanfreins peuvent être ajoutés à des bords individuels dans une interface utilisateur assez intuitive, avec des vidéos de tutoriel mises à disposition.

La version gratuite propose un ensemble basique d'outils de modélisation et de sculpture, l'intégration de la base de données MyMiniFactory, et un moteur de rendu pour des visualisations semi-professionnelles. La version payante coûte 140 $ par an ou 599 $ pour une licence à vie, et comprend des modificateurs de maillage, des outils d'esquisse 3D et d'animation de base, l'importation/exportation de fichiers, ImageTo3D, et la prise en charge de l'impression  3D.

SelfCAD offre des commandes de modélisation de niveau débutant dans une interface utilisateur attrayante avec des infobulles.

TinkerCAD

Développeur : Autodesk

Sortie : 2011

Plateformes : tous les navigateurs compatibles avec WebGL

Idéal pour : enseignement (école primaire/collège), impression 3D

Prix : Gratuit

Successeur d'Autodesk 123D, TinkerCAD est suffisamment simple d'accès pour que même les plus jeunes d'entre nous puissent s'initier à la modélisation 3D. Commencez avec une bibliothèque de formes, et choisissez des primitives standard qui peuvent être tournées, déplacées et redimensionnées avec précision avant d'être placées à l'endroit prévu. Certes, cette approche modulaire donne lieu à des formes simplistes, mais l'avantage est que l'interface utilisateur est facile d'accès et stimule la créativité des jeunes esprits, qui peuvent ainsi créer et innover.

TinkerCAD fonctionne sur navigateur avec un stockage en cloud, et est entièrement gratuit. Les bibliothèques de formes comprennent des primitives standard, des charnières et des articulation sphérique pour fabriquer des pièces mobiles, ainsi que des fossiles imprimables en 3D et des pièces du Smithsonian National Museum of Natural History.

TinkerCAD offre un premier aperçu de la modélisation 3D avec des éléments de construction simples et une bibliothèque d'objets amusante à exploiter.

Le meilleur logiciel CAO pour les étudiants et les professionnels

Rhinoceros

Développeur : Robert McNeel & Associates

Sortie : 1998

Plateformes : Windows, macOS avec fonctions limitées

Idéal pour : conception de pièces, surfaçage de formes libres, chaussures, impression 3D, conception basée sur les données, joaillerie

Prix : 995 $, 195 $ pour les étudiants.

Rhinoceros est le meilleur kit d'introduction pour quiconque a l'intention de plonger dans le monde de la modélisation 3D professionnelle. Ses didacticiels sont de haut niveau, tout comme son interface utilisateur. C'est un passage obligé, compte tenu des fonctionnalités et des outils de modélisation illimités qu'offre le programme. Au fur et à mesure que l'utilisateur acquiert de l'expérience, il se familiarise avec les touches de raccourci et les méthodes de saisie textuelle qui accélèrent considérablement le flux de travail. Une autre caractéristique intéressante est que Rhino possède des couches. Cela permet de regrouper des ensembles de sélection spécifiques en les visualisant dans des couleurs différentes, ce qui au final améliore le niveau d'organisation.

Rhino3D est un modeleur surfacique de formes libres basé sur NURBS, particulièrement adapté à la création d'œuvres d'art ou de graphiques complexes utilisant des mélanges de surfaces complexes, des balayages à deux rails et des transitions de surfaces factices. Il est également utilisé dans les domaines professionnels de la conception de produits, de la joaillerie, des articles chaussants et du revêtement automobile. Ce qui rend le logiciel unique, c'est sa communauté en ligne active et ses plugins tiers qui étendent son utilisation à des domaines tels que l'architecture, l'impression 3D et l'aménagement paysager.

Le plugin Rhino le plus connu est Grasshopper3D. Dans une fenêtre séparée, il met à disposition sa propre interface d'organigramme basée sur des nœuds, dans laquelle des modèles et des schémas complexes peuvent être élaborés voire simulés par le biais de scripts. Ils peuvent être transférés dans la fenêtre de Rhino par un processus appelé « cuisson ». Grasshopper possède lui aussi des dizaines de plugins pour une fonctionnalité presque illimitée. Il y a Matrix et Peacock pour la conception de bijoux, Weaverbird pour le lissage de maillage, HoopSnake et Anemone pour les boucles de rétroaction itératives, Kangaroo pour la simulation basée sur la physique, Lunchbox pour l'agencement en panneaux, Millipede pour l'analyse et l'optimisation structurelles, et Nudibranch pour la cartographie de champs vectoriels. Les modèles Grasshopper ne sont presque jamais étanches et doivent être retravaillés en profondeur dans Rhino avant d'être imprimables en 3D.

Rhinoceros peut être acheté par les étudiants pour un peu moins de deux cents dollars, tandis que les utilisateurs réguliers devront payer près de mille dollars. Grasshopper3D et ses plugins principaux peuvent être téléchargés gratuitement.

Grasshopper3D pour Rhino est un logiciel de pointe capable de générer des géométries complexes.

Fusion 360

Développeur : Autodesk

Sortie : 2013

Plateformes : Windows (x64), macOS

Idéal pour : conception de produits/pièces, laboratoires ouverts, impression 3D

Prix : 495 $ par an, gratuit pour les étudiants et les startups.

Fusion 360 est une solution CAO d'Autodesk basée sur le cloud et entièrement gratuite pour les étudiants et les startups. Les modèles peuvent être définis de manière paramétrique et le programme comprend un arbre historique simplifié qui peut être désactivé pour les approches de modélisation directe. Son interface utilisateur est moderne et comprend sept espaces de travail. Dans l'atelier Conception, les pièces sont créées à l'aide d'opérateurs de base pour la géométrie des solides et des surfaces. Il existe des outils d'inspection et de conception d'assemblages comme dans d'autres logiciels, même si la boîte à outils est pour ainsi dire réduite à l'essentiel. Il est également possible d'importer des composants standard depuis l'inventaire de divers fournisseurs tels que McMaster-Carr, 3M, ABB, Bosch, Essentra, Fabory, Farnell, Lego, NXP, Mitsubishi, Panasonic, Philips, Siemens, et des centaines d'autres.

Les pièces peuvent être testées pour vérifier les contraintes mécaniques, les vibrations, les propriétés thermiques, les charges de flambage et les événements d'impact dans l'atelier Simulation. Il inclut également Optimisation de la forme, où les concepteurs peuvent utiliser la puissance de l'intelligence artificielle pour trouver la forme optimale en fonction de cas de charge spécifiques. Le résultat en est une pièce complexe qui peut être convertie en B-rep puis développée avec des outils de modélisation polygonale.

L'atelier Conception générative fait partie d'un abonnement payant et s'apparente à Optimisation des formes. Il permet d'incorporer non seulement des cas de charge mécanique, mais aussi plusieurs paramètres d'entrée différents, ainsi que plusieurs variantes de sortie ciblant des matériaux et des techniques de fabrication spécifiques. Trois ateliers supplémentaires consacrés aux animations de base, aux rendus et aux dessins de production sont également présents. Le principal avantage d'une plateforme CAO basée sur le cloud est que les opérations gourmandes en ressources se déroulent sur le réseau, quelle que soit la puissance de la machine utilisée.

Comme vous pouvez le lire dans notre tutoriel, Fusion 360 convient parfaitement à la création de pièces imprimables en 3D et offre une intégration directe avec les imprimantes 3D Formlabs.

Fusion 360 possède une interface utilisateur intuitive et tous les éléments de base nécessaires au concepteur 3D débutant.

SolidWorks

Développeur : Dassault Systèmes

Sortie : 1995

Plateformes : Windows

Idéal pour : conception de produits et ingénierie, enseignement universitaire, mobilier, médecine.

Prix : 3995 $ + 1295 $/an, 99 $/an pour les étudiants.

SolidWorks est le logiciel CAO 3D professionnel le plus utilisé dans le monde. Il est également connu pour être à l'opposé de la modélisation directe. Rien ne peut être glissé, sculpté ou manipulé directement. La modélisation est basée sur les contraintes, et toutes les caractéristiques sont enregistrées dans un arbre historique avec leurs paramètres. Dès la première esquisse, le concepteur doit saisir des chiffres pour verrouiller l'esquisse dans la position prévue, et pour définir sa relations avec les autres éléments de la conception. Il en va de même pour les assemblages. Les pièces sont étroitement connectées à d'autres pièces, et les sous-ensembles à d'autres ensembles. Alors que les contraintes des pièces définissent la géométrie du produit et l'intention de fabrication, les contraintes spatiales déterminent comment les pièces peuvent se déplacer dans un assemblage.

Le principal avantage de ce style de modélisation est qu'en cas de mises à jour et de révisions, le modèle s'actualise dynamiquement en fonction de l'évolution des exigences de conception. Une fois maîtrisée, cette approche devient de plus en plus intuitive. Cette puissante méthode de modélisation exige une planification minutieuse et une méthode de travail rigoureusement procédurale, par opposition aux approches plus exploratoires. L'un des inconvénients du logiciel est que des erreurs se produisent dans l'arbre des caractéristiques lorsque les pièces ne sont pas correctement configurées ou que les surfaces sont constituées de plusieurs courbes d'entrée complexes. Cela peut se produire même lors du rechargement d'une seule et même pièce, ce qui fait que l'arbre historique se couvre d'avertissements rouges, comme s'il s'agissait d'un arbre de Noël. Dans le pire des cas, le traitement des erreurs peut prendre des jours pour les grands assemblages.

SolidWorks propose à la fois une modélisation solide puissante et des outils de surfaçage, tels que des lofts, des balayages à un seul rail, des surfaces de délimitation, des remplissages, des congés de courbure, du bombage et de l'aplatissement de surface. En plus des modules de conception de pièces, SolidWorks offre des fonctions avancées de conception d'assemblages, de conception de tôles, de simulation mécanique, d'analyse de flux de moulage, d'importation de données de numérisation 3D et de rendu photoréaliste. Malgré les critiques qui lui reprochent de ne pas pouvoir modifier les fichiers maillés pour l'impression 3D, il exporte bien les fichiers STL des modèles solides ou surfaciques, même si ceux-ci nécessitent une post-optimisation. Pour en savoir plus sur ses capacités, lisez notre tutoriel SolidWorks pour l'impression 3D.

Alors que la version professionnelle de SolidWorks nécessite un investissement initial de plusieurs milliers de dollars et un abonnement annuel de plus de mille dollars, pour les étudiants, l'ensemble du logiciel ne coûte qu'une centaine de dollars par an et est souvent disponible gratuitement auprès des établissements d'enseignement.

SolidWorks offre suffisamment d'outils pour permettre une modélisation complexe et pour définir les propriétés des pièces et des assemblages avant de passer aux phases d'ingénierie et de fabrication.

OnShape

Développeur : PTC

Sortie : 2012

Plateformes : iOS, Android, Linux, macOS, Windows

Idéal pour : conception de produits et de pièces

Prix : 1500 $ par an, gratuit pour les étudiants et les enseignants.

Basé sur le cloud et créé par le cofondateur de SolidWorks, Onshape aspire à changer la donne dans le monde de la CAO. En ce qui concerne la modélisation surfacique, il ne dispose pas encore des mêmes fonctions avancées que SolidWorks, Rhino ou Creo, mais de nouvelles fonctions sont ajoutées au fil des mises à jour. Ce qu'offre Onshape, c'est la collaboration synchrone à partir de plusieurs postes de travail, y compris les smartphones et les navigateurs sur Mac, l'automatisation des tâches avec FeatureScript, des outils de tôlerie, des bibliothèques de contenu, un assistant de conception de moules, des analyses, le contrôle de version et la possibilité d'enregistrer des ensembles de sélection.

En dehors de cela, il est comparable à SolidWorks en tant que modeleur paramétrique basé sur les contraintes. Cela signifie que la modification d'une caractéristique modifie toutes les caractéristiques connexes en aval, jusqu'aux dessins de production. Il excelle dans la manière dont il organise les relations entre les pièces (pilotables par des tableaux), ce qui permet d'optimiser la conception multi-pièces et d'obtenir une meilleure expérience de la conception paramétrique.

OnShape fonctionne simultanément sur plusieurs appareils et ses capacités de conception paramétrique sont sans faille.

ZBrush

Développeur : Pixologic

Sortie : 1999

Plateformes : Windows, macOS

Idéal pour : art, conception de jeux, impression 3D, joaillerie

Prix : gratuit, 895 $ ou 360 $/an

Pour réaliser les géométries complexes que l'impression 3D excelle à reproduire, les concepteurs se tournent vers des solutions génératives comme Grasshopper3D ou des environnements de sculpture. Dans cette dernière catégorie, ZBrush reste le champion en titre. Son large ensemble d'outils garantit un processus de création agréable et efficace. Si le concepteur veut créer un membre, il existe une brosse dédiée pour le prendre d'un corps existant. Il peut aussi en ajouter un tout prêt à partir des bibliothèques intégrées. Les topologies de maillage peuvent être perfectionnées pour atteindre le niveau de détail (LOD) idéal pour chaque zone spécifique. Les outils de pliage et de pincement peuvent être ajustés pour obtenir le bon effet, ce qui est crucial pour les sculptures complexes telles que les portraits photoréalistes. Des brosses personnalisées peuvent être créées pour une texturation tridimensionnelle rapide. La diffusion aléatoire d'objets et de textures peut être réalisée à l'aide de nanomèches.

ZBrush fonctionne avec les solides dans la mesure où les primitives géométriques peuvent être paramétrées, pour par exemple créer différentes tailles de bracelets. Ceux-ci sont convertis en mailles sculptables à l'aide de l'outil PolyMesh3D. Avec ZModeler, un important sous-ensemble d'outils d'édition de maillage, les bords peuvent être mis en évidence individuellement pour réaliser des arrondis, des biseaux, des plis sélectifs ou des lissages. L'utilisateur peut commencer par un squelette filaire et y ajouter de l'argile, comme pour une véritable sculpture. Les Zsphères sont un autre moyen de créer un corps de base au lieu de devoir sculpter les proportions manuellement. Plusieurs corps peuvent être générés et sculptés dans un même espace, ce qui permet de créer des environnements plutôt que des objets individuels. Les règles et les champs de saisie numérique garantissent la précision là où elle est nécessaire. Gem Cut Studio permet d'importer des paramètres pour griffes et pierres précieuses. Enfin, il existe un lien direct avec Keyshot pour un rendu photoréaliste instantané. Ces fonctionnalités phares distinguent ZBrush des autres moteurs de sculpture et le rendent adapté à une grande variété d'industries. Pour vous faire une idée des possibilités de sculpture de ZBrush pour l'hyperréalisme, consultez notre article sur Modern Life Workshop.

ZBrush, une interface permettant de trouver le juste milieu entre la modélisation par maillage et la sculpture de formes libres.

Meilleur logiciel de CAO pour les grandes entreprises

CATIA

Développeur : Dassault Systèmes

Sortie : 1982

Plateformes : Windows, Unix

Idéal pour : automobile, aérospatiale, conception de produits, ingénierie, conception d'assemblage.

Prix : environ 12 000 $ + 2000 $/an

CATIA est l'acronyme de Computer-Aided Three-Dimensional Interactive Application, et est le système de modélisation le plus avancé de la planète. CATIA n'est pas seulement un logiciel CAO, mais une infrastructure numérique à part entière permettant la fabrication des produits les plus complexes, tels que les voitures Ford, Honda, Tesla et Renault, et les avions d'Airbus et Boeing.

Il offre le même contrôle de haut niveau que la modélisation basée sur l'historique présente dans d'autres modeleurs paramétriques, ainsi qu'une intégration avancée pour la FAO et l'IAO. De plus, il dispose de fonctions de surfaçage de premier ordre dans ses modules Generative Shape Design et FreeStyle, tandis que Shape Sculptor permet de sculpter des formes libres dans de l'argile virtuelle. Il propose également des modules pour la conception de tôles, les pièces composites, l'outillage, la conception d'assemblage, le dessin, le rendu, la réparation de pièces, les soudures, le tolérancement, la rétroingénierie à partir de données numériques, la conception aérodynamique, l'analyse structurelle, l'évaluation ergonomique, la réalité virtuelle avec 3DExperience pour explorer des variantes de style, l'usinage CNC, la conception générative, la conception de treillis pour la fabrication additive et la préparation de fichiers pour l'impression 3D. L'un des inconvénients de CATIA est qu'il s'appuie sur une structure de base vieille de plusieurs décennies, ce qui peut entraîner des délais d'attente plus longs pour les grands assemblages.

La dernière version de CATIA organise les modules dans des onglets séparés avec une interface plus conviviale. Comme Grasshoper, il inclut même des possibilités de conception générative.

Creo

Développeur : PTC

Sortie : 1982

Plateformes : Windows, Unix

Idéal pour : conception et ingénierie de produits, automobile, réalité virtuelle

Prix : 2310 $

Anciennement connu sous le nom de Pro/Engineer, Creo est un progiciel de modélisation entièrement paramétrique. Il convient pour travailler sur des assemblages de plus de 1000 pièces, raison pour laquelle il est utilisé par des sociétés comme Aston Martin, John Deere, Volkswagen, Toyota et Amazon. Il combine des approches de modélisation solide, surfacique et polygonale, ainsi qu'un module avancé de conception générative pour l'optimisation des formes. Les outils de surfaçage tels que les mélanges et les balayages sont un peu plus fiables que dans certains autres logiciels concurrents.

Les ingénieurs auront tout intérêt à investir dans le pack Advanced Plus de Creo, qui comprend le surfaçage avancé, un outil de vue en coupe pour l'impression 3D, la GD&T, la conception de moules et la simulation. En combinant Creo avec la solution Windchill, la solution PLM de PTC, l'utilisateur peut gérer les assemblages, les listes de pièces et de fournisseurs, le contrôle des accès et des révisions, et bien plus encore.

Creo rappelle SolidWorks, mais il surpasse légèrement le module FreeStyle en termes de capacités de surfaçage. 

NX

Développeur : Siemens

Sortie : 1973

Plateformes : Windows (x64)

Idéal pour : conception et ingénierie de produits, médical, automobile, PLM

Prix : 5900 $ + 1600 $/an

Jusqu'à sa reprise par Siemens en 2007, NX était connu sous le nom d'Unigraphics. Comme ses concurrents dans la course au meilleur progiciel CAO, NX offre des fonctionnalités avancées de conception, d'assemblage et de dessin de pièces, ainsi que des solutions de haut niveau en matière de PLM, de FAO et d'IAO. C'est pourquoi de grandes entreprises comme Apple, Tata, Mazda, Nissan, Daimler Mercedes et SpaceX l'ont adopté, certaines abandonnant même des systèmes puissants comme CATIA pour migrer vers NX. Inutile de dire qu'il s'agit d'un système à la pointe de la technologie.

Ce qui le distingue, c'est son approche hybride de la modélisation : des méthodes de surfaçage de classe A et de maillage pour formes libres et solides font partie de sa boîte à outils, qui s'apparente à celle de CATIA en termes de qualité. Sans renoncer complètement à la modélisation basée sur les contraintes, la technologie dite synchrone de NX permet aux utilisateurs de pousser et de tirer sur certaines caractéristiques du modèle pour une modification directe intelligente. Siemens NX est particulièrement convivial et possède même une interface utilisateur adaptative qui prédit les commandes qui seront utilisées le plus fréquemment dans les projets futurs. Un inconvénient est que l'ancienne base de code Unigraphics est toujours présente en arrière-plan, ce qui fait que certains aspects du programme s'exécutent plus lentement que prévu.

Siemens NX offre un ensemble très complet de fonctions de surfaçage.

Meilleur logiciel CAO gratuit

FreeCAD

Développeur : Jürgen Riegel, Werner Mayer, Yorik van Havre

Sortie : 2002

Plateformes : Linux, Unix, macOS, Windows

Idéal pour : conception et conception de pièces, impression 3D

Prix : gratuit

Si vous cherchez une solution de CAO gratuite offrant plus de fonctionnalités que TinkerCAD mais ne permettant pas les prouesses professionnelles de Fusion360, FreeCAD est fait pour vous. FreeCAD reste paramétrique dans une certaine mesure, car les concepteurs construisent des pièces à partir de croquis présentant des contraintes dimensionnelles. Le logiciel fonctionne principalement avec des solides, mais il offre également des fonctionnalités de surfaçage. Elles sont loin d'être aussi diversifiées et avancées que celles des autres acteurs du secteur, mais elles permettent de visualiser un concept en trois dimensions. Il y a également moyen d'avoir recours à un balayage à deux rails, ce qui est assez rare. Au lieu d'un arbre de fonctionnalités, il y a une pile annuler/refaire dont le programme garde la trace. En outre, les esquisses restent liées aux surfaces, de sorte que le modèle se met à jour au fil des changements.

FreeCAD n'est pas parfait. Configurer des esquisses peut être quelque peu chaotique, surtout si vous ajoutez des opérations dupliquées et des courbes tangentes multiples. Le découpage des surfaces peut également poser des problèmes. Mais heureusement, il existe généralement un moyen de les contourner. L'interface utilisateur basée sur des icônes semble un peu dépassée. Des touches de raccourci sont disponibles pour les commandes les plus importantes, et un certain temps d'adaptation est nécessaire pour maîtriser l'outil.

Les fonctions supplémentaires les plus importantes sont un atelier de conception de maillage, avec des fonctions de réparation de maillage et d'exportation de fichiers STL pour l'impression 3D, un atelier de rendu de rayons, un atelier pour l'analyse par éléments finis (FEA) et pour la mécanique des fluides numériques (CFD). Cet atelier s'appelle OpenFoam, et il peut être utilisé pour l'analyse de l'écoulement des fluides et de l'aérodynamique. FreeCAD est un logiciel libre et certaines de ses fonctionnalités, comme la gestion d'animations, peuvent être programmées avec Python ou par le biais d'une API C++.

FreeCAD constitue un excellent kit de départ pour la modélisation solide basée sur les contraintes, et offre également des fonctions de surfaçage.

Blender

Développeur : NeoGeo

Sortie : 1994

Plateformes : Linux, macOS, Windows, Android, BSD

Idéal pour : effets visuels, conception de personnages, art, animation, impression 3D, réalité virtuelle.

Prix : gratuit

Blender est devenu une alternative open-source populaire aux studios d'animation complets tels que Maya et 3D Studio Max. Sa combinaison de modélisation de maillage et de sculpture avancées le rend attrayant pour les artistes d'effets visuels et pour les amateurs d'impression 3D.

Les infographistes apprécieront son moteur de rendu intuitif, ses capacités de suivi des mouvements, sa cinématique inverse pour le réglage des personnages et ses effets de simulation avancés incluant les nuages de particules, la fumée, les fluides, les explosions, les tissus, la peau et les collisions. Si vous débutez en impression 3D ou que vous venez d'un environnement CAO plus orienté vers l'ingénierie, la transition vers Blender demandera une période d'adaptation conséquente. Il est probablement préférable de s'en tenir à une seule approche de modélisation. Néanmoins, une fois ses outils maîtrisés, les possibilités sont illimitées. Les maillages peuvent être soigneusement contrôlés pour créer des détails extrêmement petits et complexes. Ils peuvent être déformés par cintrage, torsion, effilage, étirement, et bien plus encore. Blender est basé sur la modélisation polygonale, mais il permet la saisie numérique par exemple dans son nouvel espace de travail Geometry Nodes, qui fonctionne comme Grasshopper. De plus, les modificateurs de maillage sont enregistrés dans la pile de modificateurs et peuvent être modifiés à tout moment au cours du processus de modélisation. Une fonctionnalité intéressante pour l'impression 3D consiste à convertir un maillage en une image filaire. Cela peut donner lieu à des structures en forme de treillis avec des motifs complexes qui ne peuvent être réalisées qu'à l'aide d'une imprimante 3D.

Comparé aux géants commerciaux du marché qui coûtent près de 2000 $/an, Blender est certes un peu plus difficile à apprendre, un peu plus sujet aux erreurs pour des fonctions telles que les opérateurs booléens de maillage, un peu plus limité en ce qui concerne les fonctions de sculpture, et globalement mieux adapté aux petits projets. Néanmoins, il s'agit d'un excellent point de départ pour ceux qui s'intéressent à la modélisation de maillage pour l'impression 3D.

Blender est le modeleur de maillage de choix pour les concepteurs indépendants et les startups.

SketchUp

Développeur : Trimble Inc.

Sortie : 2000

Plateformes : Windows, macOS

Idéal pour : les concepts d'aménagement, l'architecture, l'aménagement paysager.

Prix : gratuit, Pro 299 $/an, Studio 699 $/an, 55 $/an pour les étudiants et les enseignants.

SketchUp est la meilleure option pour ceux qui plongent pour la première fois dans le monde de la modélisation 3D. En raison de sa capacité à créer rapidement des plans d'aménagement, il est beaucoup utilisé par les architectes pour effectuer des explorations et des démonstrations brutes en amont du processus de développement. En combinaison avec un plug-in de rendu tel que V-Ray, Thea, Maxwell ou le logiciel gratuit Lumion LiveSync, il peut constituer un outil de visualisation puissant, grâce également à sa fonction de survol intégrée.

Il est possible d'y créer un modèle à partir de zéro, ou de dessiner l'un des milliers de modèles disponibles dans la banque d'images 3D. Et si les possibilités de modélisation 3D semblent un peu restreintes au premier abord, Extension Warehouse permet d'obtenir des centaines de fonctionnalités supplémentaires. Avec les bons plug-ins, les utilisateurs peuvent dessiner des courbes complexes, réaliser des chanfreins et des congés, effectuer des modifications avancées des sommets et du maillage, ajouter de la documentation de projet, exporter des fichiers STL pour l'impression 3D, des fichiers STEP pour d'autres environnements CAO ou des fichiers Keyshot pour un rendu externe, utiliser des opérateurs booléens, aplanir des surfaces ou ajouter la modélisation paramétrique au flux de travail. Il exige un certain temps d'adaptation, et même si certaines fonctions de modélisation resteront ardues ou ne verront jamais le jour, SketchUp reste un candidat intéressant pour les modélistes, qu'ils soient amateurs ou professionnels.

SketchUp peut être utilisé gratuitement sur navigateur, mais pour profiter pleinement des modules supplémentaires, la version Pro est nécessaire. SketchUp Shop peut être acheté pour la moitié de ce prix. Il ne prend pas en charge les plug-ins, mais la visionneuse de réalité augmentée y est accessible.

Grâce à des modules complémentaires, il est possible de créer une géométrie maillée avancée dans SketchUp.

Le meilleur logiciel CAO pour l'impression 3D

MeshMixer

Développeur : Autodesk

Sortie : 2009

Plateformes : Windows, macOS

Idéal pour : impression 3D

Prix : gratuit

MeshMixer est le couteau suisse numérique utilisé pour créer et préparer des maillages pour l'impression 3D. Très simple à prendre en main, il est aux maillages ce que TinkerCAD est aux solides. Il est possible d'importer une géométrie existante à partir d'une bibliothèque de formes et de la combiner avec le maillage. Il est également possible d'ajouter vos propres créations à la bibliothèque. Lorsque les données de numérisation 3D sont importées, il est possible d'extraire une surface partielle et de la joindre à une nouvelle géométrie pour obtenir des pièces ou des articles portables adaptés avec précision.

Les opérations sur les mailles sont limitées à l'épaississement, au creusement, au pontage, aux coupes planes, au lissage, aux opérations booléennes et à l'extrusion. Les images peuvent être projetées pour l'embossage ou le débossage. Les outils de sculpture sont tout aussi intéressants. Ils ne sont pas aussi développés que ceux de ZBrush ou Mudbox, mais ils suffisent pour développer des objets simples à imprimer en 3D. Les outils de réparation de maillage et de génération de support sont parmi les meilleurs de sa catégorie, faisant de MeshMixer l'un des outils gratuits essentiels à posséder pour toute personne possédant une imprimante 3D.

Pour plus d'informations, consultez notre tutoriel MeshMixer avec 15 conseils pour modifier les fichiers STL utilisés en impression 3D.

 

En plus d'être un fixateur de maillage, MeshMixer contient une quantité surprenante de possibilités de création CAO.

3DBuilder

Développeur : Microsoft

Sortie : 2013

Plateformes : Windows 10 avec Creators Update + mobile

Idéal pour : enseignement (école primaire/collège), impression 3D

Prix : gratuit

Pour ceux qui débutent dans l'impression 3D et qui disposent d'un modèle 3D téléchargé et prêt à être imprimé, il n'est pas nécessaire d'investir dans un autre logiciel CAO puisque Windows dispose d'une solution intégrée. Ce qui à première vue semble n'être qu'une simple visionneuse offre également quelques options de peinture de texture, de modifications simples incluant des opérations booléennes, et même des gravures et des embossages tridimensionnels utilisant du texte et des images.

3D Builder est une application compacte disponible gratuitement sur le Microsoft Store. Elle est compatible avec l'application MS Scan pour l'importation de données de numérisation 3D. Elle utilise le format de fichier 3MF mais exporte également les fichiers STL et OBJ.

3DBuilder de Windows offre quelques fonctions simples pour éditer des modèles 3D et préparer des fichiers pour l'impression 3D.

Découvrir la CAO

Lorsque vous entamez la formation au logiciel, il est important de vous familiariser avec les stratégies de modélisation et les flux de travail appropriés, tels que le respect des conventions dans l'attribution des noms, le regroupement des pièces dans une arborescence, la création de sauvegardes et la référence cohérente aux variables globales et aux systèmes de coordonnées. Tout cela déterminera la qualité de tous vos travaux futurs. Sans une base solide, vous risquez d'avoir des difficultés à résoudre des problèmes plus complexes par la suite.

En ce qui concerne la modélisation, les modélisateurs de surfaces paramétriques préfèrent généralement créer des surfaces flottantes qui s'étendent librement dans l'espace aux deux extrémités et assembler les différentes surfaces en un solide à un stade ultérieur, par opposition à la « modélisation par patchs » où chaque surface est créée individuellement et immédiatement connectée à son environnement. L'approche de la « modélisation maître » va encore plus loin dans la planification et affiche toutes les dimensions connues sous forme d'esquisses avant même de commencer à créer la géométrie des solides et des surfaces. Cela ne fonctionne bien que dans les cas où peu d'exploration créative est nécessaire et où le modélisateur cherche à passer à la validation technique le plus rapidement possible. Les approches trop rigides peuvent entraîner des défaillances structurelles lorsque des changements radicaux sont nécessaires. Il vaut mieux réaliser les détails comme les arrondis et les mélanges à un stade ultérieur, tout comme les opérations demandant beaucoup de calculs, telles que les motifs, les fonctions booléennes et les embossages de textes ou d'images. Passer progressivement de l'ébauche au détail en sauvegardant fréquemment est la procédure standard généralement suivie pour la modélisation de maillage et d'argile virtuelle.

Il existe une pléthore de ressources d'apprentissage disponibles en ligne. Une fois que vous avez choisi l'outil de CAO de votre choix, il suffit d'explorer les didacticiels sur le site Web du développeur et sur Youtube.

Débutez avec la CAO et l'impression 3D

Dans ce guide, nous avons évalué la majeure partie des offres de CAO actuellement sur le marché, en comparant leurs caractéristiques les plus importantes telles que leurs utilisations principales, le niveau d'expérience requis, la convivialité, le prix, ainsi que la polyvalence fonctionnelle et les capacités technique concernant la modélisation de surfaces, de solides, de polygones et de formes libres.

Pour les projets plus importants, un modeleur paramétrique sera le meilleur choix. La complexité du processus de conception et de construction de produit vous indiquera quelle configuration CAO est à privilégier. Les meilleurs systèmes permettent une hybridation entre les approches de modélisation, un large éventail de fonctions de modélisation et de formats de fichiers, l'intégration de la PLM et de bases de données, la conception générative basée sur les données et une variété d'espaces de travail conviviaux pour mener le projet de la conception à la vente en passant par le design, l'ingénierie, la fabrication et la mise à l'échelle.

Le choix de l'environnement logiciel est la décision la plus importante à prendre en matière de CAO. Il est judicieux d'opter pour un standard de l'industrie, comme SolidWorks ou NX. Les systèmes basés sur le cloud tels que Fusion 360 ou OnShape sont plus récents et présentent donc plus de risques, mais ils deviennent de plus en plus fiables et reçoivent toujours plus de fonctionnalités. Rhinoceros est un excellent choix pour ceux qui cherchent à créer rapidement des formes complexes sans avoir besoin de la puissance des contraintes dimensionnelles. Pour les artistes, un environnement de sculpture basé sur la modélisation polygonale tel que ZBrush, Maya ou Blender sera le meilleur choix. Pour les projets rapides, les logiciels CAO les plus faciles à apprendre sont FreeCAD, TinkerCAD, Fusion 360 et SketchUp.

Vous faites déjà de la modélisation 3D et vous cherchez à imprimer vos conceptions ? Découvrez comment fonctionne l'impression 3D et comment vous pouvez créer des modèles avec des détails incroyables.