Qu’est-ce que l’impression 3D ?
L’impression 3D est un processus de fabrication qui crée des objets physiques en trois dimensions à partir de fichiers numériques. Ce processus s’appelle la fabrication additive, ce qui signifie que la matière est ajoutée et non supprimée.
Avec l’impression 3D, vous créez une conception numérique 3D dans un programme de modélisation appelé logiciel de CAO, puis utilisez une imprimante 3D pour générer des couches de matériau pour former l’objet final. Les entreprises, les chercheurs, les professionnels de la santé, les amateurs et bien d’autres utilisent l’impression 3D pour une variété d’applications.
Voici un aperçu de la genèse de l’impression 3D, de son fonctionnement, de son utilisation et de ce que l’avenir réserve à cette technologie.
L’impression 3D pourrait faire partie de votre film préféré.accessoires dans les films, tels que Panthère noire, homme de fer, les Vengeurset guerres des étoiles Grâce à l’impression 3D, les scénographes peuvent facilement et à peu de frais créer et recréer des accessoires.
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L’histoire (et l’avenir) de l’impression 3D
Au début des années 1980, la technologie d’impression 3D est apparue, mais elle s’appelait technologie de prototypage rapide ou RP. En 1980, le Dr Kodama du Japon a déposé une demande de brevet pour la technologie RP, mais le processus n’a pas été achevé.
En 1984, Charles « Chuck » Hull a inventé un procédé qu’il a appelé la stéréolithographie, qui utilisait la lumière ultraviolette pour durcir les matériaux et créer des objets 3D couche par couche. En 1986, l’appareil de stéréolithographie ou machine SLA de Hull a été breveté.
Chuck Hull a ensuite créé 3D Systems Corporation, l’une des plus grandes sociétés de technologie 3D au monde.
D’autres processus et techniques d’impression 3D ont été développés à peu près à la même époque, et d’autres améliorations se sont poursuivies dans les années 1990 et au début des années 2000. Néanmoins, la technologie d’impression 3D se concentre principalement sur le prototypage et les applications industrielles.
La technologie d’impression 3D a commencé à attirer l’attention des médias grand public en 2000 lorsque le premier rein imprimé en 3D est sorti, mais ce n’est qu’en 2013 qu’un rein 3D a été transplanté avec succès. En 2004, le projet RepRap a fait imprimer une imprimante 3D sur une autre imprimante 3D. En 2008, les premières prothèses imprimées en 3D ont attiré davantage l’attention des médias.
D’autres développements 3D ont rapidement suivi, notamment une maison imprimée en 3D dans laquelle la famille a emménagé en 2018.
Aujourd’hui, l’impression 3D ne se limite pas au prototypage et à la fabrication industrielle. Les amateurs, les scientifiques et tout le monde utilisent l’impression 3D pour la fabrication de produits, les produits de consommation, les progrès médicaux, le matériel pédagogique, etc. Il devient rapidement de plus en plus utile pour les consommateurs de tous les jours.
Oscar Adelman, PDG de Remi, affirme que le processus devient de plus en plus populaire dans l’industrie dentaire, par exemple. L’impression 3D est incroyablement précise et peut aider les clients dentaires à économiser jusqu’à 80 % sur les produits par rapport aux tarifs traditionnels des cabinets dentaires.
« Alors que la technologie d’impression devient plus rapide, moins chère et plus omniprésente, nous verrons des industries telles que la dentisterie s’appuyer davantage sur cette technologie dans leurs procédures quotidiennes », a-t-il déclaré.
L’impression 4D est également à l’horizon, les objets imprimés changeant de forme au fil du temps.
Comment fonctionnent les imprimantes 3D
Il existe plusieurs types de techniques d’impression 3D, notamment la modélisation par dépôt de fil fondu (FDM), également connue sous le nom de fabrication de filaments fondus (FFF). FDM est la méthode la plus courante et la plus populaire utilisée avec les imprimantes 3D les plus abordables.
La méthode d’impression FDM utilise des filaments de matière plastique, un peu comme de la corde. Le filament est alimenté d’une bobine à une tête chauffée, qui fait fondre le plastique. La tête extrude du plastique fondu sur la base de la machine. La tête se déplace sur le lit en deux dimensions, déposant la première couche de matière.
Une fois la première couche terminée, la tête remonte l’épaisseur de la première couche et dépose la couche suivante par-dessus. La section est construite couche par couche, comme griller une miche de pain tranche par tranche.
Les imprimantes 3D FDM populaires incluent MakerBot et Ultimaker.
Exemple d’utilisation d’une imprimante 3D
Voyons comment réaliser une impression 3D simple sur une imprimante FDM.
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Téléchargez le modèle 3D que vous souhaitez imprimer ou concevez-en un vous-même.
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Si vous ne l’avez pas déjà fait, convertissez le modèle dans un format imprimable en 3D, tel qu’un fichier STL.
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Importez des modèles dans des logiciels de découpage tels que MakerWare, Cura ou Simplify 3D.
MakerWare fonctionne avec les imprimantes 3D MakerBot. Cura et Simplify 3D génèrent du G-code pour la plupart des imprimantes 3D.
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Configurez la construction dans le logiciel de découpage. Décidez comment positionner le modèle sur l’imprimante 3D. Pour le FDM, minimisez les porte-à-faux supérieurs à 45 degrés, car ceux-ci nécessitent des structures de support.
Lorsque vous décidez de l’orientation, tenez compte de la façon dont le modèle sera chargé afin que les couches ne soient pas facilement séparables.
Marina Skoropadskaïa / Getty Images
Pour gagner du temps et du matériel, les modèles ne sont généralement pas solides. Spécifiez le pourcentage de remplissage (généralement de 10 % à 35 %), le nombre de couches de périmètre (généralement 1 ou 2) et le nombre de couches inférieures et supérieures (généralement de 2 à 4). Il y a d’autres choses à considérer lors de la préparation d’un modèle pour l’impression 3D.
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Exportateur, généralement un fichier G-code. Le logiciel de découpage traduit le modèle et la configuration de construction que vous spécifiez en un ensemble d’instructions. L’imprimante 3D construit la pièce en fonction de cela.
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Transférez le programme sur l’imprimante 3D à l’aide d’une carte SD, USB ou Wi-Fi.
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Imprimez le modèle sur une imprimante 3D.
vgajic/Getty Images
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Lorsque l’imprimante 3D a fini de construire le modèle, celui-ci est retiré et éventuellement nettoyé. Cassez toutes les structures de support et utilisez du papier de verre à grain fin pour éliminer les grumeaux restants.
Autres types d’imprimantes 3D
En plus des imprimantes FDM, les méthodes d’impression 3D comprennent la stéréolithographie (SLA), le traitement numérique de la lumière (DLP), le frittage sélectif par laser (SLS), la fusion sélective par laser (SLM), la fabrication d’objets laminés (LOM) et la fusion par faisceau numérique (EBM) .
SLA est la technologie d’impression 3D la plus ancienne et est toujours utilisée aujourd’hui. DLP utilise de l’éclairage et des polymères, tandis que SLS utilise un laser comme source d’alimentation pour créer de puissants objets imprimés en 3D. SLM, LOM et EBM sont largement tombés en disgrâce.
L’avenir de l’impression 3D
L’impression 3D mènera-t-elle à l’avenir des produits à la demande ? Bien que cela ne soit pas encore clair, la technologie d’impression 3D se développe rapidement et trouve des applications dans de nombreux domaines.
L’impression 3D d’organes corporels tels que les maisons, les reins et les membres, et d’autres technologies de pointe ont le potentiel d’améliorer la vie d’innombrables personnes dans le monde.
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