L'imprimante 3D, une nouvelle impression.

Jusqu'à aujourd’hui, les objets que l’on utilise quotidiennement sont fabriqués combinant trois techniques : par enlèvement de matière (découpe, fraisage, rabotage,…), par rajout ou combinaison de plusieurs matières (soudage, collage, tissage,…) et par déformation de matière (emboutissage, pliage, moulage,…). La fabrication d’une pièce nécessite de nombreux outils et d’infrastructures pour la mise en œuvre. 

Avec l’impression 3D ou fabrication additive, la technique est radicalement différente puisque la pièce est fabriquée en un seul passage couche après couche à partir d’un fichier numérique. Cette technique permet de concevoir sans devoir se soucier des contraintes techniques telles que les angles de dépouille, les rayons, le seuil d’injection, le prix du moule, etc… Contrairement aux autres procédés de fabrication le coût d’une pièce imprimée sera toujours le même que l’on en fabrique une ou 10 000, ce qui dans certains cas n’est pas forcement rentable notamment pour la production en grande série.

Pour être exact l’impression 3D n’est pas nouvelle, elle existe depuis environ 30 ans. Elle fut développée  pour le prototypage rapide et longtemps restée à un usage industriel.

Le premier procédé utilisé était la stéréolithographie : un bain de résine photosensible est  attaqué par des passages successifs de  flashs de lumière ultraviolets. Une pellicule de plastique se forme automatiquement à la surface du bain jusqu’à créer un volume tridimensionnel.

Ce procédé fut breveté en 1984 par trois français mais l’abandonnèrent faute de voir un avenir. Le brevet fut repris et mise au point par  un ingénieur américain. Il créa en 1986 3D System, premier fabricant mondial d’imprimante 3D aujourd’hui.

Puis dans les années qui suivent arrivent d’autres inventeurs avec d’autres procédés de fabrication additive :

  FDM (Fuse Deposition Modeling - dépôt de fil fondu) : le matériau est fondu et poussé à travers une buse d’extrusion se déplaçant sur trois axes. Le plastique en fusion est déposé sur un plateau vierge couche après couche afin de former un volume tridimensionnel. 
 Modelage à jets multiples : cette technologie reprend le système des imprimantes à jet d’encre. Le plastique est utilisé sous forme liquide dans des cartouches. L’imprimante dépose une fine couche (2/100 de mm) de ce polymère photosensible, qui durcit immédiatement au contact des rayons UV

FLS (Frittage Laser Sélectif): l’imprimante contient une grande quantité de granulat à l’apparence poudreuse. Un laser puissant fait coaguler les particules entre elles. Lorsque le laser a terminé de balayer la surface, une nouvelle couche de poudre vient recouvrir l’objet, puis le laser recommence l’operation. Grâce à cette technologie, on peut obtenir des pièces solides souvent sur une base de poudre de nylon blanche, de céramiques, métaux et autres thermoplastiques. 
 

Aujourd’hui la technologie de l’impression 3D s’est fortement démocratisée grâce au procédé FDM, la technique la plus utilisée pour les imprimantes 3D personnelles. Elle devient accessible financièrement et techniquement au grand public.

Le marché est en pleine expansion et entre dans une phase de transition. Dans un monde où nos besoins sont de plus en plus spécifiques et dans lequel la tendance est de tout personnalisé, l’impression 3D est la technologie de demain.

Vincent PUECH