Nullement une utopie sortie purement de l’imagination de l’Homme, l’impression 3D est réellement une technique de fabrication inventée par les chercheurs. Focus sur ce système de fabrication additive basé sur un modèle numérique.

Définition de l’impression 3D

L’impression 3D est une méthode de fabrication utilisant la technique de superposition de plusieurs couches pour former l’article ou la pièce à créer. La pièce à concevoir est modélisée à partir d’une esquisse numérique. Ce fichier est transformé par l’imprimante 3D, en un objet tridimensionnel. De la matière sera ajoutée progressivement jusqu’à l’obtention de la forme souhaitée. Cette fabrication additive est un processus complètement différent de l’injection plastique et de l’usinage CNC. Cette technologie est appliquée dans plusieurs domaines pour créer des pièces, des prototypes et des objets divers. L’impression 3D est exploitée dans le secteur médical, dans le bâtiment, dans l’industrie de la haute technologie, et aussi dans d’autres domaines. Les pièces produites, quelles que soient leurs propriétés, sont des modèles bruts qui ont besoin de passer par une phase de finition.

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Historique de la technique de l’impression 3D

L’impression 3D a révolutionné le mode de fabrication des pièces. Ses fonctions de base ont été imaginées par Arthur C. Clarke, un auteur de science-fiction, bien des années auparavant. Ce dernier les a même décrites en 1964. Cependant, la conception du tout premier modèle n’a eu lieu que près de deux décennies plus tard, c'est-à-dire en 1987. Les premières imprimantes utilisées la technologie de stéréolithographie ou SLA. Les recherches ont continué et se sont développées pour voir sortir d’autres modèles quelques années plus tard. Les imprimantes 3D ayant comme procédé de base le SLS ou frittage laser sélectif et le FDM sont les machines mises sur le marché dans les années 90 et 2000. Leur coût relativement cher a restreint leur utilisation, puisque seules les grandes industries ont pu en bénéficier pour leur prototypage. Or, un grand revirement de la situation a eu lieu en 2009, suite à l’expiration des brevets de FDM et à la publication des détails techniques par le comité ASTM F42. Cette démocratisation de la fabrication additive a permis la production d’autres modèles et par la même occasion de réduire le coût à l’achat de l’imprimante 3D. Dès lors, le nombre d’imprimante 3D commercialisée dépasse le million jusqu’en 2017.

Comment fonctionne l’impression 3D ?

L’impression 3D ne requiert l’utilisation d’aucun autre outil en particulier. Les pièces sont produites sur la plateforme, par le biais de la superposition de plusieurs couches. Si tel est le mode de fonctionnement de base de ce système, il faut savoir que les imprimantes embarquent diverses technologies.

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La technologie SLS qui use des lasers est fort exploitée dans la production industrielle. Dans cette optique, les poudres de matières sont fondues par le laser et sont utilisées pour créer les diverses couches qui composent la pièce.

Contrairement au précédent système, le laser ultraviolet du SLA durcit la matière dans le processus de l’impression 3D. La polymérisation s’effectue couche par couche jusqu’à l’obtention de la pièce finale.

Le processus FFF (Fused Filament Fabrication), qui consiste à déposer, couche sur couche, un filament plastique fondu est le plus répandu.

Des plateformes conçues spécialement pour cette technologie existent également et permettent de faire l’impression 3D en ligne.