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3dimprimante.fr est un blog d’information sur l’impression 3D

L avènement de l’impression 3D va bouleverse énormément de choses, dans tous les secteurs d’activité. Il est envisageable que cela soit une révolution aussi importante que le ecommerce.

Qu’est-ce que l’impression 3D ?

L’impression 3D ou la fabrication additive est un processus de fabrication d’objets solides tridimensionnels à partir d’un fichier numérique.

La création d’un objet imprimé en 3D est réalisée à l’aide de procédés additifs. Dans un processus additif, un objet est créé en déposant des couches successives de matériau jusqu’à ce que l’objet soit créé. Chacune de ces couches peut être vue comme une section transversale finement tranchée de l’objet.

L’impression 3D est à l’opposé de la fabrication soustractive, qui consiste à découper/évider une pièce de métal ou de plastique à l’aide d’une fraiseuse, par exemple.

L’impression 3D permet de produire des formes complexes en utilisant moins de matériau que les méthodes de fabrication traditionnelles.
Comment fonctionne l’impression 3D ?
Tout commence par un modèle 3D. Vous pouvez choisir d’en créer un de toutes pièces ou de le télécharger à partir d’une bibliothèque 3D.

Comprendre l’impression 3D

Logiciel 3D

Il existe de nombreux outils logiciels différents. De qualité industrielle ou open source. Nous en avons créé un aperçu sur notre page consacrée aux logiciels 3D.

Nous recommandons souvent aux débutants de commencer avec Tinkercad. Tinkercad est gratuit et fonctionne dans votre navigateur, vous n’avez pas besoin de l’installer sur votre ordinateur. Tinkercad offre des leçons pour débutants et possède une fonction intégrée pour exporter votre modèle en tant que fichier imprimable, par exemple .STL ou .OBJ.

Maintenant que vous avez un fichier imprimable, l’étape suivante consiste à le préparer pour votre imprimante 3D. C’est ce qu’on appelle le découpage en tranches.

Découpage en tranches : Du fichier imprimable à l’imprimante 3D

Le tranchage consiste essentiellement à découper un modèle 3D en centaines ou milliers de couches.

Lorsque votre fichier est découpé en tranches, il est prêt pour votre imprimante 3D. L’alimentation du fichier à votre imprimante peut se faire par USB, SD ou Wi-Fi. Votre fichier découpé en tranches est maintenant prêt à être imprimé en 3D couche par couche.

L’industrie de l’impression 3D

L’adoption de l’impression 3D a atteint une masse critique, car ceux qui n’ont pas encore intégré la fabrication additive dans leur chaîne d’approvisionnement font désormais partie d’une minorité de moins en moins nombreuse. Alors qu’à ses débuts, l’impression 3D ne convenait qu’au prototypage et à la fabrication de pièces uniques, elle se transforme rapidement en une technologie de production.

La plupart des demandes actuelles d’impression 3D sont de nature industrielle. Acumen Research and Consulting prévoit que le marché mondial de l’impression 3D atteindra 41 milliards de dollars d’ici 2026.

Au fur et à mesure de son évolution, la technologie d’impression 3D est destinée à transformer presque toutes les grandes industries et à changer notre façon de vivre, de travailler et de nous divertir à l’avenir.

Exemples d’impression 3D

L’impression 3D englobe de nombreuses formes de technologies et de matériaux, car l’impression 3D est utilisée dans presque toutes les industries imaginables. Il est important de la considérer comme un ensemble d’industries diverses avec une myriade d’applications différentes.

Quelques exemples :

  • produits de consommation (lunettes, chaussures, design, mobilier)
  • produits industriels (outils de fabrication, prototypes, pièces fonctionnelles d’utilisation finale)
  • produits dentaires
  • prothèses
  • modèles et maquettes d’architecture
  • la reconstitution de fossiles
  • reproduction d’artefacts anciens
  • reconstitution de preuves en pathologie médico-légale
  • accessoires de cinéma
    Prototypage et fabrication rapides
    Les entreprises utilisent des imprimantes 3D dans leur processus de conception pour créer des prototypes depuis la fin des années 70. L’utilisation d’imprimantes 3D à ces fins est appelée prototypage rapide.

Pourquoi utiliser des imprimantes 3D pour le prototypage rapide ?
En bref : c’est rapide et relativement bon marché. De l’idée au modèle 3D en passant par le prototype dans vos mains, c’est une question de jours et non de semaines. Les itérations sont plus faciles et moins chères à réaliser et vous n’avez pas besoin de moules ou d’outils coûteux.

Outre le prototypage rapide, l’impression 3D est également utilisée pour la fabrication rapide. La fabrication rapide est une nouvelle méthode de fabrication dans laquelle les entreprises utilisent des imprimantes 3D pour la fabrication personnalisée à court terme ou en petits lots.

Automobile

Les constructeurs automobiles utilisent l’impression 3D depuis longtemps. Les entreprises automobiles impriment des pièces de rechange, des outils, des gabarits et des montages, mais aussi des pièces d’utilisation finale. L’impression 3D a permis la fabrication à la demande, ce qui a entraîné une réduction des niveaux de stock et a raccourci les cycles de conception et de production.

Les passionnés d’automobile du monde entier utilisent des pièces imprimées en 3D pour restaurer de vieilles voitures. C’est le cas des ingénieurs australiens qui ont imprimé des pièces pour redonner vie à une Delage Type-C. Pour ce faire, ils ont dû imprimer des pièces à l’aide d’une imprimante 3D. Pour ce faire, ils ont dû imprimer des pièces qui étaient hors production depuis des décennies.

Aviation

L’industrie aéronautique utilise l’impression 3D de nombreuses manières différentes. L’exemple suivant marque une étape importante dans la fabrication par impression 3D : GE Aviation a imprimé en 3D 30 000 buses de carburant en cobalt-chrome pour ses moteurs d’avion LEAP. Ils ont atteint ce jalon en octobre 2018, et si l’on considère qu’ils en produisent 600 par semaine sur quarante imprimantes 3D, il est probable que ce chiffre soit bien plus élevé maintenant.

Une vingtaine de pièces individuelles qui devaient auparavant être soudées ont été consolidées en un seul composant imprimé en 3D qui pèse 25% de moins et est cinq fois plus résistant. Le moteur LEAP est le moteur le plus vendu dans l’industrie aérospatiale en raison de son haut niveau d’efficacité et GE économise 3 millions de dollars par avion en imprimant en 3D les buses de carburant, cette seule pièce imprimée en 3D génère donc des centaines de millions de dollars de bénéfices financiers.

Les gicleurs de carburant de GE ont également fait leur chemin dans le Boeing 787 Dreamliner, mais ce n’est pas la seule pièce imprimée en 3D dans le 787. Les raccords structurels de 33 centimètres de long qui maintiennent la cuisine arrière sur la cellule sont imprimés en 3D par une société appelée Norsk Titanium. Norsk a choisi de se spécialiser dans le titane parce qu’il a un rapport résistance/poids très élevé et qu’il est plutôt cher, ce qui signifie que la réduction des déchets permise par l’impression 3D a un impact financier plus important que par rapport aux métaux moins chers où les coûts des déchets de matériaux sont plus faciles à absorber. Plutôt que de fritter de la poudre métallique à l’aide d’un laser, comme c’est le cas pour la plupart des imprimantes 3D métalliques, la Norsk Merke 4 utilise un arc plasma pour faire fondre un fil métallique dans un processus appelé dépôt rapide de plasma (une forme de dépôt d’énergie dirigée) qui peut déposer jusqu’à 10 kg de titane par heure. Une pièce en titane de 2 kg nécessite généralement un bloc de titane de 30 kg pour être usinée, ce qui génère 28 kg de déchets, mais l’impression 3D de la même pièce ne nécessite que 6 kg de fil de titane.

Construction

Est-il possible d’imprimer un bâtiment ? – Oui, c’est possible. Des maisons imprimées en 3D sont déjà disponibles dans le commerce. Certaines entreprises impriment des pièces préfabriquées et d’autres le font sur place.
La plupart des histoires d’impression de béton que nous examinons sur ce site se concentrent sur des systèmes d’impression de béton à grande échelle avec des buses assez grandes pour un grand débit. Ces systèmes sont parfaits pour poser des couches de béton de manière rapide et reproductible. Mais pour réaliser des travaux de béton vraiment complexes qui exploitent pleinement les capacités de l’impression 3D, il faut quelque chose d’un peu plus agile et d’un toucher plus fin.
Produits de consommation
Lorsque nous avons commencé à bloguer sur l’impression 3D en 2011, l’impression 3D n’était pas prête à être utilisée comme méthode de production pour de grands volumes. Aujourd’hui, il existe de nombreux exemples de produits de consommation imprimés en 3D destinés à une utilisation finale.

Chaussures

La gamme 4D d’Adidas possède une semelle intermédiaire entièrement imprimée en 3D et est imprimée en grande quantité. À l’époque, nous avions publié un article expliquant qu’Adidas ne mettait initialement que 5 000 paires de chaussures à la disposition du public et qu’elle avait pour objectif de vendre 100 000 paires de ces modèles infusés en AM d’ici 2018.

Avec leurs dernières itérations de la chaussure, il semble qu’ils aient dépassé cet objectif, ou qu’ils soient sur le point de le dépasser. Les chaussures sont disponibles dans le monde entier dans les magasins Adidas locaux ainsi que dans divers points de vente en ligne tiers.

Lunettes

Le marché des lunettes imprimées en 3D devrait atteindre 3,4 milliards de dollars d’ici 2028. Une section en croissance rapide est celle des montures à usage final. L’impression 3D est une méthode de production particulièrement adaptée aux montures de lunettes car les mesures d’un individu sont faciles à traiter dans le produit final.

Mais saviez-vous qu’il est également possible d’imprimer des verres en 3D ? Les lentilles de verre traditionnelles ne sont pas minces et légères au départ ; elles sont découpées à partir d’un bloc de matériau beaucoup plus grand appelé « ébauche », dont environ 80 % sont gaspillés. Si l’on considère le nombre de personnes qui portent des lunettes et la fréquence à laquelle elles doivent en changer, 80 % de ces chiffres représentent beaucoup de déchets. En plus de cela, les laboratoires doivent conserver d’énormes stocks d’ébauches pour répondre aux besoins de leurs clients en matière de vision personnalisée. Enfin, la technologie de l’impression 3D a suffisamment progressé pour fournir des lentilles ophtalmiques personnalisées de haute qualité, éliminant ainsi le gaspillage et les coûts d’inventaire du passé. L’imprimante 3D VisionEngine de Luxexcel utilise un monomère d’acrylate durcissable aux UV pour imprimer deux paires de lentilles par heure qui ne nécessitent aucun polissage ou post-traitement d’aucune sorte. Les zones focales peuvent également être entièrement personnalisées de sorte qu’une certaine zone de la lentille offre une meilleure clarté à distance tandis qu’une autre zone de la lentille offre une meilleure vision de près.


Bijoux

Il existe deux façons de produire des bijoux avec une imprimante 3D. Vous pouvez utiliser un processus de production direct ou indirect. La fabrication directe fait référence à la création d’un objet directement à partir de la conception 3D, tandis que la fabrication indirecte signifie que l’objet (modèle) imprimé en 3D est finalement utilisé pour créer un moule pour le moulage à la cire perdue.

Soins de santé


Il n’est pas rare de nos jours de voir des gros titres sur des implants imprimés en 3D. Souvent, ces cas sont expérimentaux, ce qui peut donner l’impression que l’impression 3D est encore une technologie marginale dans les secteurs de la médecine et des soins de santé, mais ce n’est plus le cas. Au cours de la dernière décennie, plus de 100 000 prothèses de hanche ont été imprimées en 3D par GE Additive.

La cupule Delta-TT conçue par le Dr Guido Grappiolo et LimaCorporate est en titane trabéculaire, qui se caractérise par une structure cellulaire hexagonale régulière et tridimensionnelle imitant la morphologie des os trabéculaires. La structure trabéculaire augmente la biocompatibilité du titane en favorisant la croissance osseuse dans l’implant. Certains des premiers implants Delta-TT fonctionnent encore très bien plus de dix ans après.

L’appareil auditif est un autre composant de soins de santé imprimé en 3D qui réussit bien à être indétectable. Presque toutes les prothèses auditives des 17 dernières années ont été imprimées en 3D grâce à une collaboration entre Materialise et Phonak. Phonak a développé le Rapid Shell Modeling (RSM) en 2001. Avant le RSM, la fabrication d’une aide auditive nécessitait neuf étapes laborieuses impliquant la sculpture manuelle et la fabrication de moules, et les résultats étaient souvent mal adaptés. Avec le RSM, un technicien utilise du silicone pour prendre une empreinte du conduit auditif, cette empreinte est scannée en 3D et, après quelques ajustements mineurs, le modèle est imprimé en 3D avec une imprimante 3D en résine. L’électronique est ajoutée, puis l’appareil est expédié à l’utilisateur. Grâce à ce procédé, des centaines de milliers d’appareils auditifs sont imprimés en 3D chaque année.

Dentaire

Dans le secteur dentaire, les moules pour les gouttières transparentes sont probablement les objets les plus imprimés en 3D au monde. Actuellement, les moules sont imprimés en 3D à l’aide de procédés d’impression 3D à base de résine et de poudre, mais aussi par jet de matière. Les couronnes et les prothèses dentaires sont déjà directement imprimées en 3D, de même que les guides chirurgicaux.
Bio-impression

Dès le début des années 2000, la technologie d’impression 3D a été étudiée par des sociétés de biotechnologie et des universités en vue d’une utilisation possible dans des applications d’ingénierie tissulaire où les organes et les parties du corps sont construits à l’aide de techniques à jet d’encre. Des couches de cellules vivantes sont déposées sur un gel et s’accumulent lentement pour former des structures tridimensionnelles. On désigne ce domaine de recherche par le terme de bio-impression.