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Qu’est-ce que l’impression 3D ?

Définition et prospective 

L’expression « impression 3D » est source de confusion. En effet, depuis que l’impression 2D s’est démocratisée grâce aux ordinateurs et imprimantes personnels, nous avons tendance à faire le rapprochement avec l’impression 3D. Le mode de fonctionnement d’une imprimante 2D classique à jet d’encre consiste à déposer de la matière (en l’occurrence de l’encre) sur une feuille de papier dans le but de reproduire un texte ou un motif à l’identique. Par analogie, on va donc penser que l’impression 3D est basée sur le même type de fonctionnement, à savoir : déposer de la matière sur un support mais en prenant en compte la troisième dimension. Or, si certaines imprimantes 3D fonctionnent sur un principe comparable, ce n’est pas le cas de toutes. Certaines fonctionnent par dépôt de matière, par solidification ou agglomération. Par exemple, celui qui est considéré comme le père de l’impression 3D, Charles Hull, n’a pas utilisé la technique par dépôt de matière lors de son invention.

Il existe cependant un aspect commun entre toutes les techniques d’impression 3D, c’est la fabrication additive. Grâce au fichier fourni à l’imprimante, l’objet à...

Historique

Nous sommes aux États-Unis, une nuit de 1983. Toute la ville dort. Un seul homme est encore au travail. Passionné par son travail, il continue ses recherches la nuit et les week-ends. Et soudain, alors qu’il travaillait sur les ultraviolets, il vient de faire une invention extraordinaire. L’homme va réveiller sa femme, la sommant de venir le rejoindre dans son laboratoire. Il lui explique son invention et celle-ci s’exclame : ”This had better be good!”.

Cet homme c’est Charles Hull, vous pouvez l’appeler Chuck. Il vient d’inventer la stéréolithographie, autrement dit une des techniques d’impression en 3D.

Son invention est simple. Certains liquides photosensibles se solidifient au passage d’un certain type de lumière. En dirigeant le rayon lumineux dans une direction précise et voulue, un volume peut être produit.

En 1986, Charles Hull fonde 3D Systems en Californie et dépose plusieurs brevets. Sa société offre alors des services de prototypage rapide pour le secteur de l’industrie uniquement. 3D Systems sera aussi l’inventeur du format standard STL (Standard Tessellation Language) qui permettra de communiquer à l’imprimante 3D les données de l’objet modélisé avec un logiciel de DAO (Dessin Assisté par Ordinateur). En 1988, la première imprimante fabriquée...

Quelques techniques d’impression

L’impression par dépôt de matière

La FDM (Fused Deposition Modeling, dépôt de filament fondu en français) ou FFF (Fused Filament Fabrication, fabrication à filament fondu en français ), revient à réaliser le dépôt couche après couche d’un fil thermoplastique chauffé par la buse d’un extrudeur. Grâce au fichier généré par le logiciel de CAO, l’imprimante va déplacer la buse selon des coordonnées X, Y et Z. La succession des couches va former l’objet à imprimer. Au bout de quelques minutes, l’objet imprimé va retrouver la température du lieu.

La matière employée est de l’ABS (Acrylonitrile Butadiène Styrène) ou du PLA (Acide Polylactique Biodégradable) vendue sous forme de bobines de filament dont le diamètre est de 1,75 ou 3 mm.

C’est le procédé utilisé par les imprimantes de bureau destinées au grand public. Les imprimantes RepRap (Replication Rapid prototyper), dont les plans sont disponibles en open source, adoptent également ce procédé.

L’impression par solidification

La stéréolithographie ou SLA

Cette technique d’impression 3D a été inventée par Charles Hull au milieu des années 1980 et repose sur les principes qui suivent. Des photopolymères à l’état liquide contenus dans un bassin sont...

Choisir son imprimante 3D

Construire son imprimante en kit

C’est la solution à adopter si vous souhaitez comprendre comment fonctionne vraiment une imprimante 3D. Il vous faudra un peu de temps pour monter votre imprimante, mais suite à cela  vous disposerez de plusieurs avantages. D’abord, vous pourrez plus facilement assurer la maintenance de celle-ci. Vous pourrez bénéficier de l’aide de la communauté pour l’améliorer et la faire évoluer. Enfin, les imprimantes RepRap sont capable de se répliquer. Ce qui veut dire que vous pourrez réimprimer les pièces défectueuses. Les RepRap fonctionnent toutes suivant le procédé FDM, par dépôt de filament fondu.

Fort de cette expérience acquise, vous serez alors à même d’aider les autres personnes de la communauté RepRap et de les faire profiter de votre expérience. Vous optimiserez les capacités de votre imprimante en améliorant ses caractéristiques. Cerise sur le gâteau, vous serez en mesure de contribuer au développement et à la multiplication des imprimantes RepRap à travers le monde en répliquant la vôtre gracieusement ou avec des visées commerciales. Notez cependant que, bien que le projet soit open source, vous devez respecter certaines règles en particulier les licences émises par les contributeurs.

L’avantage du RepRap par rapport aux imprimantes déjà assemblées réside aussi dans son coût, pour l’instant inférieur à celui d’une imprimante pré-assemblée. Par exemple, une imprimante RepRap à monter tout seul en kit vous reviendra à moins de 500 €. L’inconvénient étant que si vous êtes un professionnel, vous n’aurez pas toujours le temps pour vous plonger dans les détails techniques de votre imprimante.

Pour participer et ouvrir la porte de la grande communauté RepRap, il existe un site officiel : http://reprap.org/wiki/RepRap...