Les techniques d'impression 3D sont variées et il existe différentes imprimantes 3D. Ici, la MakerBot Replicator. © Adobe Stock, pressmaster
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Impression 3D : qu'est-ce que c'est ?

DéfinitionClassé sous :imprimante 3D , impression 3D , impression 3D additive

L'impression 3D est une technique de fabrication dite additive qui procède par ajout de matière, contrairement aux techniques procédant par retrait de matière comme l'usinage. L'impression 3D permet de réaliser des objets usuels, des pièces détachées ou encore des prototypes destinés aux essais. Le point de départ est un fichier informatique représentant l'objet en trois dimensions, décomposé en tranches. Ces informations sont envoyées à une imprimante 3D qui va réaliser la fabrication par ajout de couches successives.

Les techniques d’impression 3D

Il existe différentes techniques d'impression 3D, selon la matière première utilisée :

  • Fused deposition modeling(FDM) : dépôt par extrusion d'un fil de plastique ABS ou PLA fondu ;
  • Stereolithography Apparatus (SLA) : des élastomères ou plastiques thermodurcissables liquides sont polymérisés couche par couche par un laser ;
  • Continuous Liquid Interface Production (CLIP) : une résine liquide est polymérisée par un laser ultraviolet dans un environnement où la teneur en oxygène est contrôlée ;
  • Frittage sélectif par laser ou Selective Laser Sintering (SLS) : des thermoplastiques, métaux ou céramiques sous forme de poudre sont frittés couche après couche par un laser ;
  • Fusion sélective par laser ou Selective Laser Melting (SLM) : des métaux, plastiques et céramiques sous forme de poudre sont fondus couche après couche par un laser.

Impression 3D de maisons, d’organes, de nourriture…

L'impression 3D est en évolution constante. Elle se perfectionne tant en termes de matériaux utilisés (plastiques, métaux, résines, encres, cires et même du verre) que de finesse, de restitution des couleurs, de vitesse et de taille des objets réalisés. Dans le bâtiment, par exemple, des maisons ont été construites en seulement 24 heures grâce à des imprimantes 3D géantes selon le procédé dit de contour crafting

Dans le domaine de la médecine, l'impression 3D est amenée à jouer un rôle croissant pour la fabrication d'implants, de prothèses ou même d'organes. On parle alors de bioprinting. En 2013, des chercheurs ont réussi à fabriquer une oreille humaine artificielle par impression 3D  composée de collagène et de cellules vivantes.

Dans le domaine alimentaire, il existe des imprimantes 3D capables de reproduire certains plats à partir d'ingrédients liquides ou semi-liquides. L'un des arguments en faveur de cette technologie culinaire concerne la maîtrise totale sur l'origine et la composition des ingrédients d'une recette.

L'Impression 3D c'est quoi ? 

L'impression 3D est également appelée fabrication additive. Elle est la suite logique de la conception assistée par ordinateur ou CAO. 

Fabriquer un objet expérimental 

La conception assistée par ordinateur dessine l'objet que fabrique l'impression 3D. Il peut s'agir d'un prototype ou d'une pièce détachée. Le produit une fois conçu peut être soumis à toutes sortes de tests et d'expérimentations avant le passage à la production de masse. Les bénéfices de l'impression 3D sont multiples :

  • elle réduit considérablement le temps et le coût du processus de production,
  • elle contribue aux économies d'échelle,
  • elle permet d'affiner les objets au plus près des besoins et du désir des consommateurs.

Des techniques de plus en plus précises 

On peut citer des techniques variées d'impression 3D :

  • la stéréolithographie pour les polymères thermodurcissables que l'on appelle également résines. Elle fait appel à un laser, 
  • le dépôt de fil fondu qui construit des pièces couche par couche. Elle produit des filaments d'ABS ou de PLA,
  • le frittage sélectif par laser à destination des céramiques, des métaux et des thermoplastiques ;
  • la fusion sélective par laser pour les plastiques, les céramiques, les métaux, etc.

L'Impression 3D comment ça marche? 

Les préparatifs

Il est évidemment nécessaire d'avoir préalablement réalisé un modèle par CAO à l'aide d'un logiciel adapté. Il est recommandé de visualiser l'objet son un écran puis de vérifier le niveau du plateau d'impression, les branchements, la stabilité de l'imprimante voire la connexion de cette dernière à l'ordinateur.

Introduisez le filament dans l’extrudeuse 

La seconde étape consiste à introduire le filament du matériel dont on a besoin dans l'extrudeuse que l'on appelle aussi la tête d'impression. Il apparaît normalement dans le tube Bowden.
Il est possible d'utiliser deux couleurs ou deux matériaux différents, à condition d'utiliser deux fichiers 3D pour que le logiciel l'attribue à chaque tête d'impression. Cette tâche est nettement plus complexe et nécessite généralement une certaine expérience. 

Passez à l’impression proprement dite 

La durée de l'impression est variable. Elle dépend des paramètres et de la taille du modèle utilisé. Le filament commence à fondre et la tête d'impression le dépose automatiquement sur le plateau. L'objet dessiné grâce à la conception assistée par ordinateur devient réalité.

L'Impression 3D à quoi ça sert ? 

La diminution progressive du coût de l'impression 3D et le progrès technique ont diffusé les applications de l'impression 3D. 

La bio-impression

L'application de l'impression 3D dans le domaine médical est particulièrement prometteuse. Elle permet de fabriquer toutes sortes de tissus biologiques de manière artificielle. Elle conçoit également des prothèses, pour les membres du corps comme pour les dents.

L’industrie et l’ingénierie 

L'Armée américaine et les fabricants d'armes à feu aux États-Unis ont déjà commencé à utiliser l'impression 3D. Dans le secteur automobile, elle est devenue indispensable pour survivre face à l'âpre concurrence à laquelle se livrent les grandes marques. L'industrie aéronautique et aérospatiale s'en sert pour fabriquer des pièces voire une alimentation susceptible d'être envoyée dans l'espace.

L’architecture et le BTP 

L'impression 3D réduit considérablement la consommation de béton et accélère le processus de fabrication. 

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