L’impression 3D est une technique à fort potentiel. Elle offre des possibilités encore jamais imaginées et remet en question l’ensemble des procédés industriels. Voici un rapide tour d’horizon de ce dont elle est capable.

DES FORMES GÉOMÉTRIQUES COMPLEXES ET IMBRIQUÉES

L’impression 3D est capable de réaliser des pièces aux formes géométriques très complexes.

DES PIÈCES MÉCANIQUES D’UN SEUL TENANT

Des pièces mécaniques peuvent être fabriquées sans aucun assemblage : l’objet sort de la machine tel quel. Les clés à molette illustrent parfaitement les capacités de l’impression 3D pour la fabrication de pièces mobiles. Chaque clé est entièrement fonctionnelle, sortant de la machine prête à l’emploi.

DES OBJETS UNIQUES TRÈS TRAVAILLÉS

La précision exceptionnelle de certains procédés d’impression 3D permet de fabriquer des objets uniques très petits qui offrent beaucoup de détails. Deux secteurs spécialisés emploient déjà grandement ces techniques.

- La bijouterie : les plus grands noms de la bijouterie de luxe internationale utilisent aujourd’hui l’impression 3D, qui facilite la phase de fabrication tout en assurant une grande finesse de détail. Il est ainsi possible de réaliser des modèles sur mesure à partir de métaux précieux. Des imprimantes spécialisées ont été conçues pour ce corps de métier.

- La dentisterie : de nombreux laboratoires sont maintenant équipés d’imprimantes 3D spécialisées pour fabriquer des pièces sur mesure qui nécessitent une finition parfaite (couronnes, bridges, dentiers, bagues…).

DES PIÈCES D’AVIONS OU DE VOITURES

Les secteurs de l’aérospatiale et de l’automobile utilisent l’impression 3D pour fabriquer un grand nombre de pièces spécialisées. Cette technique permet de réaliser des éléments de très petite taille, mais aussi de très grande. Elle réduit en outre les coûts de prototypage et de fabrication tout en optimisant le design.

DES ORGANES HUMAINS

L’impression 3D est une technique versatile qui touche désormais des domaines très divers. Ainsi, la recherche médicale explore activement les possibilités de la fabrication additive pour réaliser des implants sur mesure et même des organes humains. À l’heure actuelle, il est en effet possible de créer un tissu organique vivant grâce à une imprimante 3D

FABRIQUER DES OBJETS SANS ASSEMBLAGE

Comparée aux techniques de fabrication actuelles, l’impression 3D est un bouleversement complet.

Actuellement, pour fabriquer un objet de manière industrielle, un ensemble d’actions sont nécessaires, telles que broyer, forger, plier la matière, réaliser des moules, couper, souder, coller ou assembler. Une grande quantité de matière est souvent perdue lors de cette phase, sans compter la masse d’énergie nécessaire pour la production. De plus, les machines utilisées ont généralement une fonction unique, chacune ayant sa place dans une chaîne de production longue et complexe. Cela implique de produire l’objet en grande quantité pour réduire les coûts et de concevoir son design de façon standardisée pour qu’il soit réalisable par la chaîne de production existante. Ce n’est donc pas l’usine qui s’adapte à l’objet, mais l’inverse.

En revanche, un objet créé par fabrication additive est généralement réalisé en un seul passage, avec une seule machine, ne requiert pas ou peu d’assemblage, et peut contenir des éléments mobiles. Cependant, un post-traitement est souvent nécessaire pour assurer, par exemple, la solidité ou l’étanchéité de la pièce.

RÉDUIRE LES COÛTS DE PRODUCTION

De véritables économies sont possibles grâce à l’impression 3D, car elle n’utilise que la matière nécessaire à la fabrication de l’objet ; celle qui ne sert pas peut être alors recyclée pour la réalisation d’un nouvel objet. Cet avantage concerne notamment l’impression 3D de métal, à la différence de l’usinage traditionnel où les pertes estimées de métal représentent 80 à 90 %, et la matière perdue n’est pas réutilisable.

Contrairement aux idées reçues, l’impression 3D permet aussi de gagner du temps en production. En effet, si le processus d’impression est généralement beaucoup plus lent que les autres méthodes de fabrication, le temps moyen de prototypage est en revanche considérablement réduit.

RÉALISER DES PIÈCES UNIQUES À LA DEMANDE

La customisation et la fabrication à la demande sont facilitées grâce à l’impression 3D. Alors qu’auparavant, la production de masse était nécessaire pour rentabiliser l’usinage d’un produit, il devient possible de créer des objets uniques, sans coût prohibitif.

Grâce à l’impression 3D, de nombreuses industries pourraient donc entrer dans l’ère de la customisation à grande échelle. Les objets seront fabriqués à la demande, en prenant en compte les goûts particuliers du consommateur. La technologie ira de pair avec le développement d’outils de customisation, en ligne ou hors ligne, qui permettront au consommateur de modifier les formes ou d’ajouter ses propres paramètres à l’objet.

UNE TECHNIQUE DE FABRICATION ADDITIVE

L’impression 3D fonctionne toujours par ajout de matière, et non par soustraction comme la plupart des techniques traditionnelles de fabrication (fraisage, découpe…). Toutes les imprimantes 3D construisent l’objet en travaillant la matière couche après couche, selon le tracé indiqué par l’ordinateur relié à la machine. Ce qui varie d’un procédé à l’autre, c’est généralement la façon dont les couches sont créées.

UN PROCÉDÉ À COMMANDE NUMÉRIQUE

L’impression 3D est rendue possible grâce à une imprimante 3D. Cette machine, qui peut être de taille et d’aspect très divers, est toujours reliée à un ordinateur. Elle va de pair avec un ensemble de logiciels informatiques, qui permettent de préparer le fichier 3D pour l’impression et de positionner la pièce dans l’imprimante. Le processeur et le firmware présents dans l’imprimante reçoivent ensuite ces données et contrôlent toute la phase d’impression.

PAS D’IMPRESSION 3D SANS FICHIER 3D

Le fichier 3D est le prérequis indispensable à toute impression 3D : pour imprimer un objet, il faut son modèle 3D. Celui-ci doit être créé à l’aide d’un logiciel de modélisation 3D ou généré à partir d’un scanner 3D à moins qu’il existe déjà sur Internet, sur un site de partage de fichiers

À ce jour, une imprimante 3D ne peut donc en aucun cas fabriquer un objet à partir d’un simple croquis ou d’une illustration en 2D.


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