Comment fonctionne une imprimante 3D ?
QU'EST-CE QUE L'IMPRESSION 3D ?
L'impression 3D utilise un équipement spécialisé pour créer des objets solides en trois dimensions à partir d'un fichier numérique. Cette pratique existe depuis les années 1980, lorsque Charles W. Hull a inventé le procédé et créé la première pièce imprimée en 3D. Depuis, le domaine de l’impression 3D a connu une croissance exponentielle et offre d’innombrables possibilités.
Présentation de l'impression 3D
L'impression 3D est un processus qui utilise la conception assistée par ordinateur, ou CAO, pour créer des objets couche par couche. L'impression 3D est couramment utilisée dans les industries manufacturières et automobiles, où les outils et les pièces sont fabriqués à l'aide d'imprimantes 3D.
À mesure que les capacités de l’impression 3D continuent de croître, sa valeur augmente également : d’ici 2029, on estime que l’industrie de l’impression 3D atteindra une valeur de 84 milliards de dollars. Cette croissance signifie que nous sommes obligés d’interagir avec des produits – et même des maisons et des bâtiments – réalisés grâce à l’impression 3D.
L’impression 3D bouleverse également le secteur de la santé. En 2020, la pandémie de COVID-19 a submergé les hôpitaux et accru le besoin en équipements de protection individuelle. De nombreux établissements de santé se sont tournés vers l’impression 3D pour fournir à leur personnel les équipements de protection indispensables, ainsi que les pièces nécessaires à la réparation de leurs ventilateurs. De grandes entreprises, des startups et même des lycéens équipés d’imprimantes 3D sont montés au créneau et ont répondu à l’appel. L’impression 3D changera non seulement la façon dont nous fabriquons les EPI et les équipements médicaux, mais rationalisera également les prothèses et les implants.
Bien que l’impression 3D ne soit pas forcément nouvelle, certains se demandent encore ce qu’est l’impression 3D et comment elle fonctionne. Voici un guide pour comprendre l’impression 3D.
Que sont les imprimantes 3D ?
En bref, les imprimantes 3D utilisent la CAO pour créer des objets 3D à partir de divers matériaux, comme du plastique fondu ou des poudres. Les imprimantes 3D peuvent se présenter sous différentes formes et tailles, allant de l'équipement pouvant tenir sur un bureau aux grands modèles de construction utilisés dans la fabrication de maisons imprimées en 3D. Il existe trois principaux types d’imprimantes 3D et chacune utilise une méthode légèrement différente.
TYPES D'IMPRIMANTES 3D
Les imprimantes stéréolithographiques, ou SLA, sont équipées d'un laser qui transforme la résine liquide en plastique.
Le frittage sélectif laser, ou imprimantes SLS, est doté d'un laser qui fritte des particules de poudre de polymère dans une structure déjà solide.
La modélisation par dépôt fondu, ou imprimantes FDM, est la plus courante. Ces imprimantes libèrent des filaments thermoplastiques qui fondent à travers une buse chaude pour former un objet couche par couche.
Les imprimantes 3D ne ressemblent pas à ces boîtes magiques dans les émissions de science-fiction. Au lieu de cela, les imprimantes – qui agissent de manière quelque peu similaire aux imprimantes à jet d'encre 2D traditionnelles – utilisent une méthode de superposition pour créer l'objet souhaité. Ils travaillent à partir de zéro et s'empilent couche après couche jusqu'à ce que l'objet ressemble exactement à ce qu'il a été imaginé.
Pourquoi les imprimantes 3D sont-elles importantes pour l’avenir ?
La flexibilité, la précision et la rapidité des imprimantes 3D en font un outil prometteur pour l’avenir de la fabrication. Aujourd’hui, de nombreuses imprimantes 3D sont utilisées pour ce qu’on appelle le prototypage rapide.
Des entreprises du monde entier utilisent désormais des imprimantes 3D pour créer leurs prototypes en quelques heures, au lieu de perdre des mois et potentiellement des millions de dollars en recherche et développement. En fait, certaines entreprises affirment que les imprimantes 3D rendent le processus de prototypage 10 fois plus rapide et cinq fois moins cher que les processus R&D normaux.
Les imprimantes 3D peuvent jouer un rôle dans pratiquement tous les secteurs. Ils ne sont pas uniquement utilisés pour le prototypage. De nombreuses imprimantes 3D sont chargées d’imprimer des produits finis. L’industrie de la construction utilise actuellement cette méthode d’impression futuriste pour imprimer des maisons complètes. Les écoles du monde entier utilisent des imprimantes 3D pour apporter un apprentissage pratique en classe en imprimant des os de dinosaures en trois dimensions et des pièces robotiques. La flexibilité et l’adaptabilité de la technologie d’impression 3D changent la donne pour n’importe quelle industrie.
Que peut-on imprimer en 3D ?
Les imprimantes 3D offrent une flexibilité extrême quant à ce qui peut être imprimé avec elles. Par exemple, ils peuvent utiliser des plastiques pour imprimer des matériaux rigides, comme des lunettes de soleil. Ils peuvent également créer des objets flexibles, notamment des coques de téléphone ou des poignées de vélo, en utilisant une poudre hybride de caoutchouc et de plastique. Certaines imprimantes 3D ont même la capacité d’imprimer avec de la fibre de carbone et des poudres métalliques pour des produits industriels extrêmement résistants. Voici quelques-unes des applications courantes pour lesquelles l’impression 3D est utilisée.
Prototypage rapide et fabrication rapide
L'impression 3D offre aux entreprises une méthode rapide, à faible risque et à faible coût pour produire des prototypes qui leur permettent de tester l'efficacité d'un nouveau produit et d'accélérer le développement sans avoir besoin de modèles coûteux ou d'outils propriétaires. En allant encore plus loin, des entreprises de nombreux secteurs utilisent l'impression 3D pour une fabrication rapide, ce qui leur permet de réduire les coûts lors de la production de petits lots ou de réduire le temps d'impression.
Pièces fonctionnelles
L'impression 3D est devenue plus fonctionnelle et précise au fil du temps, permettant la création et l'acquisition de pièces propriétaires ou inaccessibles afin qu'un produit puisse être produit dans les délais. De plus, les machines et les appareils s'usent avec le temps et peuvent nécessiter une réparation rapide, ce à quoi l'impression 3D offre une solution rationalisée.
Outils
Tout comme les pièces fonctionnelles, les outils s’usent également avec le temps et peuvent devenir inaccessibles, obsolètes ou coûteux à remplacer. L'impression 3D permet de produire et de remplacer facilement des outils pour de multiples applications avec une durabilité et une réutilisation élevées.
Des modèles
Même si l’impression 3D ne peut pas remplacer toutes les formes de fabrication, elle constitue une solution peu coûteuse pour produire des modèles permettant de visualiser des concepts en 3D. Des visualisations de produits de consommation aux modèles architecturaux, en passant par les modèles médicaux et les outils pédagogiques. Alors que les coûts de l’impression 3D diminuent et continuent de devenir plus accessibles, l’impression 3D ouvre de nouvelles portes aux applications de modélisation.
