Une imprimante 3D qu’est-ce que c’est ?

L’imprimante 3D n’imprime pas du texte ou d’images sur des feuilles en papier. C’est à l’aide de différents matériaux, qu’elle imprime des fines lamelles qui se superposent les unes aux autres pour former un tout, un objet en 3D.

Lorsque vous avez modélisé l’objet que vous souhaitez imprimer ou que vous avez téléchargé un fichier 3D trouvé sur Internet, il faut charger un matériau, comme une bobine de fils de plastique, dans l’imprimante. L’imprimante, reliée à votre ordinateur, va ainsi construire l’objet couche par couche sous vos yeux.

Les technologies d’impression 3D permettent de créer des objets de tout type, des prototypes aux simples pièces, en passant par des produits de haute technicité, tels que des pièces d’avion, des bâtiments respectueux de l’environnement, des implants médicaux qui sauvent des vies et même des organes artificiels faits de cellules humaines.

Voici les trois méthodes d’impression 3D :

1. Impression par dépôt de matière fondue 

   Plus connu sous l’acronyme FFF (Fused Filament Fabrication), ce procédé d’impression 3D repose sur l’extrusion d’un filament plastique chauffé. Cette méthode est aujourd’hui la plus utilisée dans les imprimantes 3D personnelles et professionnelles. Par exemple les modèles d’imprimantes 3D MakerBot Replicator et Ultimaker 2.

2. Stéréolithographie (SLA)

   Dans ce procédé d’impression 3D, un laser ultraviolet polymérise durcit une résine, couche par couche. Plusieurs imprimantes 3D appliquent ce principe, dont l’Ember d’Autodesk et la Form 1 de Formlabs.

3. Frittage laser sélectif (SLS)

   Très souvent utilisé en production industrielle, ce procédé d’impression 3D fonctionne grâce à des lasers qui font fondre des poudres, couche par couche. Les imprimantes 3D EOS et 3D Systems emploient cette technique.

Quelques faits historiques : 

La première imprimante 3D a vu le jour en 1984, grâce à Charles Hull qui développa le 1er modèle sur le principe de stéréolithographie. Il existe à présent une multitude de modèles d’imprimantes 3D qui utilisent des technologies différentes comme le dépôt de fil, le frittage de poudre ou encore la stéréolitographie .

Quels matériaux et quels usages ?

La gamme de matériaux pour imprimer ses objets est désormais très large: plastique, résine ou encore le métal !

Comment une imprimante 3D fonctionne-t-elle? Le principe est simple: l’objet est crée par une succession de couches très fines de matière solidifiée, au fur et à mesure de l’impression jusqu’à produire l’objet entier. Cette addition de couches successives est donc le principe même de la fabrication additive.

Quel coût ?

Il est nécessaire de distinguer les imprimantes personnelles des imprimantes professionnelles. Les gammes de prix sont très larges. De 400€ à 4000€ pour les imprimantes personnelles contre 10 000€ jusqu’à plus d’1 million d’euros  pour les imprimantes professionnels.

Les secteurs les plus prometteurs pour le marché de l’impression 3D :

Ingénierie

 Permet l’impression de pièces prêtes à l’emploi pour la fabrication de certains produits. Tels que les composants électroniques, l’impression d’engrenages, les dentelles et les pièces ayant pour fonction de compléter ou d’intégrer la partie interne de certains produits.

Les sociétés d’ingénierie qui utilisent le plus l’impression 3D seraient: l’électronique, l’informatique, la mécatronique, le génie civil, la production et l’automatisation.

Architecture

La possibilité d’imprimer instantanément des modèles à présenter à leurs clients est une valeur différentielle intéressante pour les professionnels de l’architecture.

Médecine

L’utilisation de l’impression 3D dans le domaine des médicaments en est encore à ses débuts. Mais il s’agit sans aucun doute d’un secteur présentant un potentiel considérable pour l’impression 3D.

Pour les médecins, les dentistes ou les vétérinaires, la possibilité d’imprimer des prothèses sur mesure dans un court laps de temps pour traiter leurs patients est très souhaitée dans ces domaines et dans de nombreux autres domaines de la médecine.

Recherche Spatiale

La NASA a tenté d’envoyer des imprimantes 3D dans l’espace, principalement en raison de sa capacité à reproduire en un temps record les pièces de rechange des aéronefs dans l’espace.

Au lieu de fabriquer les pièces ici sur Terre et de les envoyer à l’avion en orbite, l’idée est d’envoyer uniquement le matériel nécessaire pour imprimer la pièce dans l’espace par impression 3D.

Arts et mode

Les artistes et les stylistes utilisent déjà des imprimantes 3D pour imprimer leurs sculptures, leurs bijoux, leurs chaussures, leurs vêtements, etc.

Ces professionnels peuvent également travailler avec la post-impression de la pièce, en donnant des ajustements et des ajustements pour les adapter aux exigences de leurs clients.

Zoom sur un bâtiment entièrement réalisé par une imprimante 3D.

Les Émirats arabes unis ont présenté le 23 octobre 2019 le plus grand bâtiment au monde à avoir été réalisé grâce à l’impression 3D.

Le bâtiment a pris place dans le quartier de Warsan, dans la banlieue à l’est de Dubaï. Il mesure 9,50 mètres de haut pour une superficie de 640 mètres carrés. Pleinement fonctionnel, déjà inscrit au Guiness Book des records.

Outre son record de hauteur, il s’agit également du premier bâtiment à deux étages à avoir été imprimé en 3D. Ses concepteurs mettent en avant les avantages du procédé. Selon Dawoud Al Hajri, Directeur général de la ville de Dubaï, l’impression des murs, qui aurait eu lieu directement sur le site, n’aurait nécessité que deux jours de travail et une équipe deux fois moins importante que pour une construction classique. « Ce projet constitue un tournant majeur dans le secteur de la construction », a-t-il déclaré. « Les technologies d’impression 3D dans la construction augmenteront la vitesse d’exécution, et permettront l’achèvement des bâtiments en un temps record ».

Selon une étude réalisée par Markets and Markets, le marché de l’impression 3D devrait atteindre près de 32,7 milliards de dollars par an jusqu’en 2023, soit une croissance de près de 25% par an.

Sans aucun doute, ces chiffres sont excellents et ouvrent la voie à une série d’améliorations, de perfectionnements et d’innovations dans ce domaine, en tenant compte du fait qu’il s’agit d’une technologie en pleine croissance et qu’elle est encore loin de son point culminant.

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