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10 april 2014 | JANNES ZWAENEPOEL

Dossier impression 3D : une technologie révolutionnaire

Illustratie | Kickstarter
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Illustratie | London Museum

L'impression 3D se développe vite ces dernières années. Règulièrement, des articles décrivent la façon dont de nouveaux objets ont pu être imprimés au moyen d'une imprimante 3D.  La plupart du temps, il s'agit de boucles d'oreilles ou autres bricoles. Mais parfois, des passionnés ou des scientifiques déclenchent la controverse : une arme en plastique entièrement fonctionnelle en est un exemple récent. En quatre épisodes, Architectura.be explore les avantages et les inconvénients de l'impression 3D. Ce premier épisode présente l'impression 3D en général et fait l'inventaire des différentes techniques utilisées.

Charles Hull inventa en 1984 un procédé par lequel des objets pouvaient être imprimés couche par couche au moyen d'une imprimante industrielle. La stéréolithographie était née. Deux ans plus tard, il fonda 3D Systems pour commercialiser cette technologie. Actuellement, plusieurs entreprises exploitent l'invention de Hull.


Nouvelle technologie

Après la découverte de Hull, différentes techniques ont vu le jour au fil du temps pour donner vie à des dessins conçus sur ordinateur. Ainsi, Direct 3D Printing utillise la technologie jet d'encre, qui existe depuis les années 60. Des embouts de l'imprimante projettent un mélange de cire épaisse et de polymère plastique sur une surface. En faisant bouger les embouts sur 3 axes, on peut construire un objet couche par couche. Direct 3D Printing rencontre le succès commercial depuis 1994.

Fused Deposition Modeling (FDM) est une variante de Direct 3D Printing. Cette technique très répandue utilise des embouts extrêmement petits pour projeter de fines lignes de plastique fondu.


Différents matières premières

Binder 3D Printing est encore une autre technique faisant appel à des embouts d'impression de type jet d'encre. La différence se situe au niveau de la matière utilisée. Contrairement à Direct 3D Printing, où les matières premières sont mélangées directement, Binder 3D Printing fonctionne avec deux matières projetées séparément. L'imprimante projette d'abord une fine poudre sèche, puis une colle liquide.

La plateforme qui supporte l'imprimante descend légèrement après durcissement afin de former la couche suivante. Cela se répète jusqu'à ce que l'objet complet soit réalisé.  Binder 3D Printing est plus efficient que Direct 3D Printing parce que cette méthode consomme moins de matière première. Les utilisateurs ont le choix entre plusieurs matières, dont le métal et la céramique.


Laser

Une percée dans l'usage de lasers permit l'arrivée de deux nouvelles technologies d'impression 3D. Ainsi, la photopolymérisation fonctionne avec un laser de lumière ultra-violette grâce auquel des gouttes de plastique liquide durcissent pour former un objet. Ici également, l'objet imprimé est fabriqué couche par couche.

La seconde technologie, appelée Selective Laser Sintering (SLS) en anglais et Frittage Sélectif par Laser (FLS) en français, permet de fusionner (fritter) de petites particules de matière à l'aide d'un laser. La poudre plastique résiste au feu et forme, une fois fondue, une couche dure de matériau. Cette technologie est basée sur les imprimantes laser traditionnelles qui font fondre de l'encre de façon à ce qu'elle adhère au papier. Un avantage de cette technologie est que le frittage est compatible naturellement avec le travail d'objets en métal.  En comparaison avec les méthodes traditionnelles comme le coulage, elle garantit une plus grande précision lors de la fabrication de produits métalliques.


Une imprimante dans chaque maison

Il existe donc des imprimantes 3D de toutes formes et dimensions. Le type le plus utilisé est cependant celui utilisant la technologie FDM. La simplicité de son fonctionnement et l'efficacité de son procédé de production en font le modèle le plus populaire pour la famille curieuse de technologie. Et le nombre d'imprimantes 3D utilisées pour les loisirs ne va faire que s'accroître au fur et à mesure que les prix baissent grâce à une concurrence toujours plus forte.

Cette semaine, les investisseurs se sont rués sur le site de crowdfunding Kickstarter pour acquérir l'imprimante Micro 3D. Ce petit cube coûte un peu plus de 200 euros et est capable d'imprimer dans différents matériaux des objets allant jusqu'à 10,9 x 11,3 x 11,6 cm. Une heure après le lancement de la campagne Kickstarter, un million de dollars avaient déjà été récoltés. Au moment d'écrire ces lignes, on a dépassé les 3 millions de dollars.


Révolution

L'avenir de l'impression 3D semble assuré. La technologie se développe à la vitesse de l'éclair et séduit de plus en plus de monde. Comment pourrait-il en être autrement ? La promesse d'usines personnelles et la possibilité de fabriquer des objets réellement utiles et utilisables stimulent l'imagination et la créativité humaines.

Le coût diminue comme neige au soleil et, même si la matière première représente un coût supplémentaire, environ 10 euros pour 225 grammes de filament plastique, cette technologie semble avoir la force d'attraction d'une sirène.

À suivre.

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