Impression 3D : le guide du débutant

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Exploitez le plein potentiel de l’imprimante 3D pour fabriquer vos produits de manière plus rapide et moins chère.

Impression 3D : ce qu'il faut savoir
Impression 3D : ce qu’il faut savoir

Source de l’image : Unsplash

Qu’est-ce que l’impression 3D ?

L’impression 3D est un procédé de fabrication qui permet de produire des objets physiques basés sur des instructions provenant d’un fichier numérique. Ce procédé est également connu sous le nom de fabrication additive.

Le terme « impression 3D » couvre en fait de nombreux processus et de technologies capables d’utiliser une gamme variée de matériaux pour produire des pièces physiques en trois dimensions. 

À la base, une imprimante 3D peut « imprimer » des objets physiques en déposant successivement de plusieurs couches d’un matériau, en effectuant un processus additif exécuté par un fichier d’objet numérique.

Le développement continu de l’impression 3D et des matériaux imprimables a révolutionné la construction, l’architecture, la conception et la fabrication des produits d’aujourd’hui.  

Une brève histoire de l’impression 3D

En raison de la demande de l’industrie pour la production de prototypes de produits industriels bon marché et rapides, la technologie derrière l’impression 3D a été développée au Japon au début des années 1980.  

Appelée à l’origine Prototypage Rapide (RP), l’impression 3D était limitée exclusivement aux applications industrielles jusqu’en 2007, date à laquelle le premier système d’impression 3D de moins de 10 000 $ a été développé.

Le secteur de l’industrie de l’impression 3D a connu une croissance et des investissements rapides au cours de la première décennie du 21ème siècle, démontrant son grand potentiel et son efficacité dans de nombreuses industries.

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Les usages de l’impression 3D

Fidèle à ses principes fondateurs, l’impression 3D est encore principalement utilisée comme solution de prototypage industriel, permettant un moyen rapide et simple de produire plusieurs versions d’un produit. Cela permettant l’accélération des premières étapes du développement du produit tout en réduisant les coûts.

Cependant les processus et les matériaux sont en constante évolution. D’autant plus que l’impression 3D est largement adoptée dans de multiples secteurs industriels. Cette technologie a un énorme potentiel pour remplacer les méthodes de fabrication traditionnelles après les phases de développement du produit.

Jetons un coup d’œil à certains marchés qui tirent parti des avantages de l’impression 3D:

L’architecture : Appliquer l’impression 3D pour produire des modèles de démonstration architecturale précis semble presque une évidence. Il est très courant pour les grandes entreprises d’architecture d’utiliser l’impression 3D afin de produire des modèles détaillés qui présentent la vision future d’un projet. En imprimant directement à partir de fichiers CAO 3D, les architectes peuvent utiliser l’impression 3D pour favoriser l’innovation et améliorer la communication avec leurs clients.

L’aérospatiale : L’industrie aérospatiale a été l’une des première à adopter la technologie d’impression 3D, en la déployant principalement comme solution pour le développement de produits et le prototypage. Caractérisé par des coûts de production élevés et des procédures de recherche et développement méticuleuses, le secteur aérospatial a repoussé les limites de l’impression 3D industrielle, en intégrant des pièces non critiques imprimées en 3D dans la fabrication d’avions d’aujourd’hui.    

Le médical : L’impression 3D transforme déjà radicalement le monde des sciences médicales. Principalement ses applications sont utilisées pour personnaliser les prothèses, les implants biomédicaux guérissant les maladies, ainsi que la possibilité d’imprimer en 3D des organes et les dents. Une autre application médicale passionnante est la possibilité de développer rapidement de nouveaux produits pharmaceutiques, contribuant ainsi à lutter contre les maladies infectieuses en facilitant la fabrication rapide et à faible coût de médicaments.

L’alimentation : La production des aliments est une utilisation émergente de la technologie d’impression 3D. La viande est déjà cultivée en laboratoire comme moyen de compenser l’impact environnemental négatif des productions mondiales de viande. Aussi fou que cela puisse paraître, nous aurons bientôt la possibilité d’«imprimer» des protéines de viande en utilisant des enzymes comme matériaux d’impression 3D. Capable de produire des aliments avec un équilibre optimal de nutriments, l’impression 3D deviendra un outil indispensable dans la production alimentaire.  

L’éducation : Lorsqu’il s’agit de stimuler la créativité des élèves et d’optimiser les expériences d’apprentissage, peu d’activités peuvent se comparer à la possibilité de concevoir numériquement un objet, puis de le produire physiquement à l’aide d’une imprimante 3D. Avec la possibilité de créer des objets depuis les manuels scolaires et les écrans d’ordinateur, l’impression 3D est un outil d’apprentissage innovant. Il sera donc possible de créer des cartes topologiques pour la géographie ou des modèles d’organes imprimés pour les cours de biologie.

Do it Yourself [DIY]: Besoin d’une pièce de rechange pas chère en urgence pour votre article ménager ? C’est maintenant possible grâce à la possibilité de l’imprimer en 3D ! Au fur et à mesure que les systèmes d’impression 3D deviendront plus pratique et accessible, cette technologie offrira de nouveaux avantages importants aux consommateurs essentiellement :

  • en les rendant plus autonomes,
  • en leur faisant gagner du temps et de l’argent,
  • ainsi qu’en maximisant le cycle de vie de leurs produits.

La mode : Compte tenu de l’impact environnemental et des conditions de travail de la production mondiale de vêtements, il n’est pas surprenant que l’industrie de la mode ait adopté des techniques d’impression 3D. Par exemple les articles imprimés peuvent être des chaussures, des chapeaux ou encore des robes. D’autant plus qu’ils peuvent être produits en utilisant une gamme variée de matériaux tendances qui font déjà leur apparition sur les podiums de la mode du monde entier. 

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Les matériaux d’impression 3D

Les matériaux d’impression 3D disponibles aujourd’hui sont très divers. Il est important de déterminer avec précision quel type de matériau utiliser pour votre impression. Cela déterminera par exemple la texture, la forme et la résistance donnée au produit. Nous allons vous présenter quelques-uns des matériaux les plus couramment utilisés dans l’impression 3D:

Le plastique : Probablement le matériau le plus utilisé pour l’impression 3D. Le plastique offre la fermeté, la douceur, la rentabilité ainsi qu’une gamme importante d’options de couleurs. Ce matériau est particulièrement utilisé dans les jouets imprimés en 3D, les articles et ustensiles ménagers.

Le métal : Trouvé dans une gamme variée d’articles de tous les jours, le métal est le deuxième matériau le plus utilisé pour l’impression 3D. Il est utilisé par les fabricants de l’aérospatiale pour construire des composants d’avions, ainsi que par les bijoutiers pour produire des gravures détaillées sur des bracelets par exemple. 

Le résines : La résine est l’un des matériaux les moins utilisés de l’impression 3D car elle offre une flexibilité et une résistance plus limitée. Remarquée principalement pour son attrait esthétique, elle est souvent utilisée pour les impressions 3D qui nécessitent des niveaux de détail complexes, tels que les détails de petites figurines (visages et vêtements par exemple).

Les poudres : La plupart des imprimantes 3D de pointe d’aujourd’hui peuvent créer des produits en utilisant des matériaux en poudre qui comprennent des métaux comme le cuivre et l’acier. Ce matériel est fondu et distribué à l’intérieur de l’imprimante, ce qui permet un contrôle détaillé de la texture, de l’épaisseur et du motif du produit.  

La fibre de carbone : Il est principalement utilisé comme solution de renforcement pour les conceptions de produits en plastique. Pour les fabricants, la combinaison de plastique et de fibres de carbone offre une alternative plus rapide et plus pratique à l’utilisation du métal.

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