Imprimante 3 D : Principe de l’Impression 3D

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Quel est le principe d’une imprimante 3D? Quel est le principe de l’impression 3D? Découvrez les informations essentielles pour connaître le principe d’une imprimante 3D.

Imprimante 3D : Principe de l’Impression 3D

Les différents types d’imprimantes 3D utilisent chacune une technologie distincte qui traite les différents matériaux de manière distincte. C’est important de comprendre qu’un des plus grands désavantages de l’impression 3D est qu’il n’y a pas une approche « unique ».

Par exemple, certaines imprimantes 3D traitent les matériaux en poudre (ex, nylon, plastique, céramique, métal) qui utilisent une source de chaleur moyenne pour fusionner les couches de la poudre ensemble dans la forme recherchée.

D’autres imprimantes 3D traitent les matériaux à base de polymères et de résines et utilisent aussi un laser à puissance moyenne afin de solidifier la résine dans des couches ultrafines. La pulvérisation de gouttelettes fines est un autre procédé d’impression 3D rappelant l’impression 2D à jet d’encre, mais utilisant des matériaux de qualité supérieure afin d’écrire en encre et un adhésif pour fixer les couches.

Le procédé additif est utilisé par la majorité des imprimantes 3D entrée de gamme. Ce procédé extrude le plastique comme le PLA et l’ABS, sous la forme d’un filament à travers l’orifice d’extrusion chauffé afin de former des couches multiples et de créer la forme prédéfinie. Il est possible de produire des objets très minutieusement avec des formes compliquées.

Un autre point à considérer c’est qu’il existe plusieurs étapes à franchir avant d’appuyer sur la touche « imprimer » et qu’un objet 3D sorte de l’imprimante. La création du modèle pour une impression 3D est un processus long. La préparation du fichier et la conversion peuvent également se révéler prenante et compliquée.

Bref l’utilisation d’une imprimante 3D demande des compétences, du temps et de la patience.

Principe de l’impression 3D : le coût

Une imprimante 3D coûte entre 150 € et 8000 €. Pour démarrarer avec l’impression 3D, on trouve sur internet de très bonnes imprimantes entre 500 et 800 €.

Voici le prix mis à jour en temps réel de plusieurs modèles d’imprimante 3D sur amazon.fr :

Principe de l’impression 3D : les ouvrages de références

Pour mieux connaître le principe de l’impression 3D, voici quelques ouvrages de référence sur le sujet:

Imprimante 3D : prix et fonctionnement

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Quel est le prix d’une imprimante 3D? Quel est le principe de fonctionnement d’une imprimante 3D? Découvrez les informations essentielles pour connaître prix et fonctionnement d’une imprimante 3D.

Imprimante 3D : Fonctionnement

L’expression « impression 3D » intègre un tas de procédés et de technologies qui offrent un éventail complet d’options pour la production d’éléments et de produits sur des matériaux divers. Essentiellement, ce qu’ont en commun tous ces procédés et technologies c’est la manière dont la production se réalise en couches multiples selon un procédé additif.

Les applications de l’impression 3D se développent presque chaque jour et son essor ne fait qu’augmenter. Les experts les plus réputés du secteur conviennent qu’on assiste uniquement au commencement du vrai potentiel de l’impression 3D.

Le point de départ pour tout procédé d’impression 3D est un modèle numérique en 3D qui peut être créé en utilisant une diversité de logiciels 3D. Dans le secteur industriel, on utilise les logiciels CAD. Pour le grand public, il existe des logiciels plus simples et accessibles. On peut scanner un modèle avec un scanner 3D.

Ensuite, ce modèle est « tranché » en couches transformant ainsi le design dans un fichier lisible par l’imprimante 3D. Le matériel traité par l’imprimante 3D est ensuite disposé en couches selon la conception graphique et le procédé utilisé. Il existe plusieurs types de technologies d’impression 3D qui traitent les différents matériels de façon distincte afin de créer l’objet final. La majorité des imprimantes 3D fonctionnent selon le procédé FDM (dépôt de fil fondu).

Aujourd’hui, le plastique, les métaux, la céramique et le sable sont systématiquement utilisés dans les applications du prototypage et de production industrielle. On mène également des recherches sur des matériaux d’impression 3D plus originaux. Néanmoins, le plastique est le matériau le plus répandu à l’heure actuelle pour l’impression 3D. L’ABS et le PLA sont les plastiques les plus courants. Il y a également un nombre croissant d’instruments en entrée de gamme qui ont été ajustés pour les aliments tels que le sucre et le chocolat.

Imprimante 3D : Prix

Le prix d’une imprimante 3D varie entre 150 € et 8000 €. La gamme de produits est donc très large. On trouve des imprimantes grand public à moins de 1000 € et des imprimantes 3D pour les professionnels qui coûtent plusieurs milliers d’euros. Pour s’initier à l’impression 3D on trouve de très bonnes imprimantes entre 500 et 800 €.

Voici le prix actuel de plusieurs modèles d’imprimante 3D:

Quels matériaux sont utilisés pour l’impression 3D

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Quels matériaux sont utilisés pour l’impression 3D? Les matériaux utilisés pour l’impression 3D ont beaucoup évolué depuis l’avènement de la technologie. A présent, il y a une large gamme de différents types de matériaux qui sont fournis sous diverses formes: poudres, filaments, pellets, granules, résines, etc.

De nos jours, les matériaux spécifiques sont généralement développés pour des plateformes spécifiques dévoués à des applications particulières (un exemple serait le secteur dentaire) présentant des propriétés matérielles qui sont plus adaptées à ces applications.

Plastique

Le nylon (ou le polyamide) est généralement utilisé en poudre lors du procédé de frittage ou de fusion du filament durant le procédé FDM. C’est un matériel en plastique résistant, flexible et durable qui s’est révélé fiable pour l’impression 3D. Il est blanc en état pur, mais on peut le colorer – avant ou après l’impression. On peut combiner ce matériel (en poudre) avec de l’aluminium en poudre afin de produire un autre matériel courant d’impression 3D qu’on utilise lors du frittage : l’alumide.

L’ABS est un autre plastique courant pour l’impression 3D. On l’utilise à grande échelle comme filament pour les imprimantes 3D FDM entrée de gamme. C’est un plastique particulièrement résistant disponible en plusieurs couleurs. Les filaments ABS sont disponibles en vente chez une variété de fournisseurs non-brevetés qui est aussi une des raisons pour lesquelles il est si répandu.

Le PLA est un matériel en plastique biodégradable qui a gagné en popularité dans l’impression 3D pour cette même raison. On peut l’utiliser sous forme de résine pour les procédés DLP/SLA ou en tant que filament lors du procédé FDM. Il est disponible en plusieurs couleurs y compris la transparence qui s’est révélé une option utile pour certaines applications d’impression 3D. Néanmoins, il n’est pas si résistant ou flexible que l’ABS.

Le Laywood est un matériel d’impression 3D spécialement conçu pour les imprimantes 3D à extrusion en entrée de gamme. Il est disponible en tant que filament et il est un composite bois/polymère (communément appelé WPC).

Métaux

Un nombre croissant de métaux et de composites métalliques sont utilisés pour l’impression 3D à l’échelle industrielle. Deux des plus répandus sont les dérivés de l’aluminium et du cobalt.

Un des métaux les plus résistants et, par conséquent, les plus utilisés dans l’impression 3D est l’acier inoxydable en poudre pour les procédés de frittage/fusion/EBM. C’est un métal gris argenté en état pur, mais on peut le plaquer avec d’autres matériaux afin de lui donner un air plaqué or ou bronze.

Récemment, l’or et l’argent ont intégré la gamme de matériaux métalliques qu’on peut imprimer en 3D tout simplement ayant des applications évidentes dans l’industrie de la joaillerie. Les deux sont des matériaux très résistants qu’on utilise en poudre.

Le titane est un des plus résistants matériaux métalliques utilisés dans les applications industrielles de l’impression 3D depuis quelque temps déjà. Fourni en poudre, on peut l’utiliser durant les procédés de frittage/fusion/EBM.

Céramique

La céramique représente un groupe relativement nouveau de matériaux qu’on peut utiliser pour l’impression 3D avec un succès variable. Dans le cas de ces matériaux, il faut retenir que dans l’étape de postproduction, les parties en céramique ont besoin de se soumettre aux mêmes procédés que tout autre élément en céramique fabriqué selon des méthodes traditionnelles de production – à savoir : la cuisson et l’émaillage.

Papier

Le papier imprimante standard format A4 est un matériel d’impression 3D utilisé dans le procédé breveté SDL développé par Mcor Technologies. L’entreprise propose des imprimantes 3D moyenne gamme et met l’accent sur un approvisionnement matériel accessible et rentable qu’on peut se procurer localement. Les modèles imprimés 3D en papier sont précis et respectueux de l’environnement, faciles à recycler et n’ont pas besoin d’un travail de postproduction.

Matériaux biodégradables

Il y a de nombreuses études à propos du potentiel représenté par les matériaux biodégradables d’impression 3D dans les applications médicales (et autres). Plusieurs institutions importantes se penchent sur le tissu vivant afin de développer des applications qui incluent l’impression d’organes humains pour la transplantation ainsi que l’impression des tissus pour le remplacement des parties du corps. D’autres études similaires se penchent sur la conception des aliments comme la viande par exemple.

Nourriture

Les expériences avec l’extrusion des substances alimentaires dans l’impression 3D ont considérablement grimpé durant les dernières années. Le chocolat reste le plus répandu (et attendu). Il y a aussi des imprimantes qui fonctionnent à base de sucre et quelques expériences à base de pâtes et de viande. Des études se penchent sur l’utilisation, à l’avenir, de la technologie d’impression 3D dans la production des repas complets équilibrés.

Autres

Et finalement, l’entreprise qui possède une gamme unique (brevetée) de matériaux c’est Stratasys avec ses matériaux numériques destinés à la plateforme d’impression 3D Objet Connex. Cette gamme implique le fait que les matériaux standard d’impression Objet 3D peuvent être combinés durant le processus d’impression – à des concentrations variées et spécifiques – afin de créer de nouveaux matériaux ayant les propriétés requises. On peut produire jusqu’à 140 Matériaux Numériques différents à la suite des combinaisons diverses entre les matières premières.

Pour en savoir plus sur l’impression 3D, voici quelques ouvrages de référence sur le sujet:

Quels sont les champs d’application de l’impression 3D ?

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A quoi sert l’impression 3D? Quels métiers ou quels secteurs utilisent l’impression 3D? Découvrez les champs d’application de l’impression 3D.

Origines de l’Impression 3D

A l’origine l’impression 3D était utilisée pour le « prototypage rapide ». C’était un moyen de développer des produits d’une manière rapide et simple en produisant des prototypes afin d’arriver plus rapidement et efficacement à une solution optimale. Cela permet des économies de temps et d’argent dans le processus de développement de produits.

Le prototypage reste probablement le plus grand champ d’application de l’impression 3D. Cette technologie est largement utilisée et adoptée à l’échelle industrielle.

Les développements récents de l’impression 3D dans le prototypage ont permis l’apparition de cette technologie dans d’autres secteurs. Les améliorations facilitent l’utilisation des imprimantes 3D dans toutes sortes de domaines :

Impression 3D dans le secteur médical et dentaire

On considère le secteur médical comme un des premiers adeptes de l’impression 3D, mais aussi comme un secteur ayant un énorme potentiel de croissance en raison des options de customisation et de personnalisation de ces technologies et de la possibilité d’améliorer la vie des gens au fur et à mesure que ces procédés sont actualisés et que les matériaux sont développés.

Les technologies d’impression 3D sont utilisées pour diverses applications.

A part la création de prototypes dans le secteur médical et dentaire, les technologies sont aussi utilisées pour créer des moules de couronnes dentaires et des outils pour réaliser des bagues orthodontiques. L’impression 3D est utilisée à la fabrication d’appareils médicaux créés sur mesure tels que les prothèses auditives, les semelles orthopédiques, des prothèses personnalisées et des implants uniques.

Les guides chirurgicaux imprimés en 3D pour des opérations spécifiques représentent aussi un champ d’application émergent qui aide les chirurgiens dans leur travail et les patients dans leur rétablissement. On développe aussi une technologie pour l’impression 3D de la peau, des os, du tissu, des médicaments et même des organes humains. Néanmoins, ces technologies sont encore largement éloignées de la commercialisation.

Impression 3D dans l’Aérospatiale

Comme dans le secteur médical, le secteur de l’aérospatiale a adopté l’impression 3D dès le début pour le développement de produits et le prototypage.

Du fait de l’exigence des études R&D dans l’aéronautique et du respect des normes, les systèmes d’impression 3D à l’échelle industrielle sont souvent utilisés. L’évolution des procédés et des matériaux a engendré l’émergence de certaines applications cruciales pour le secteur de l’aérospatiale.

Parmi utilisateurs de premier plan, on compte GE / Morris Technologies, Airbus / EADS, Rolls-Royce, BAE Systems et Boeing.

Impression 3D dans l’Automobile

Un autre secteur qui a adopté assez rapidement les technologies de prototypage rapide a été le secteur de l’automobile. Plusieurs entreprises du secteur du sport automobile et de la Formule 1 ont adopté l’impression 3D. Elles utilisent les imprimantes 3D pour le prototypage des pièces automobiles.

Le potentiel de l’impression 3D pour le service après-vente et la production des pièces détachées sur demande est également à l’étude.

Impression 3D dans la Joaillerie

De manière traditionnelle, le processus de conception et de fabrication de la joaillerie a toujours eu besoin d’une expertise et d’un savoir-faire d’exception réunissant des disciplines spécifiques qui incluent la fabrication, le moulage, le coulage, l’électro-galvanisation, le forgeage, le plaquage en or/argent, la coupe de pierre, la gravure et le polissage. Chacune de ces disciplines a évolué au fil du temps et exige un savoir-faire technique pour la fabrication de bijoux. Pour ne donner qu’un exemple : la fonderie de précision a vu le jour il y a plus de 4 000 ans.

Pour l’industrie de la joaillerie, l’impression 3D s’est révélée particulièrement perturbatrice. Il y a un grand intérêt pour la manière dont les imprimantes 3D seront capables de contribuer à faire avancer l’essor de cette industrie. Au niveau de la conception et de la fabrication, l’impression 3D a un impact énorme sur cette industrie.

Impression 3D pour Art / Design / Sculpture

Les artistes et les sculpteurs se lancent dans l’impression 3D. Qu’il s’agisse simplement d’explorer une nouvelle expression ou d’apprendre des maîtres anciens, c’est un secteur extrêmement prolifique qui cherche de plus en plus à trouver des façons diverses de travailler avec l’impression 3D. Il y a plusieurs artistes qui sont déjà devenus célèbres en travaillant précisément avec la modélisation 3D, la numérisation par scanner 3D et les technologies d’impression 3D.

Joshua Harker ;
Dizingof ;
Jessica Rosenkrantz;
Pia Hinze ;
Nick Ervinck ;
Lionel Dean…

La discipline de la numérisation par scanner 3D apporte aussi une nouvelle dimension au monde des arts. Les artistes et les étudiants ont à présent une méthodologie à disposition pour reproduire des œuvres anciennes afin de les étudier en détail.

Impression 3D dans l’Architecture

L’impression 3D met à disposition une méthode relativement rapide, facile et économiquement viable de fabrication de modèles précis à partir des données numériques utilisées par les architectes. A présent, plusieurs cabinets d’architecture renommés utilisent l’impression 3D régulièrement.

Plus récemment, certains architectes visionnaires considèrent l’impression 3D comme une méthode de construction. Plusieurs organisations sont en train de mener des études dans ce domaine.

Impression 3D dans la mode

Etant donné que les procédés d’impression 3D ont évolué en termes de résolution et de matériaux plus flexibles, le secteur de la mode est aussi concernée par l’essor de cette technologie.

Les accessoires comme des chaussures, des casques, des chapeaux et des sacs sont imprimés en 3D. Et cette technologie est utilisée dans la haute couture.

Iris van Herpen est une pionnière dans ce domaine. Elle a lancé plusieurs collections qui intègrent l’impression 3D afin de faire exploser les normes.

Impression 3D dans l’Alimentaire

L’impression 3D est encore émergente dans le secteur alimentaire. Les imprimantes 3D sont utilisées comme une nouvelle façon de préparer et de présenter la nourriture.

Les premiers essais d’impression 3D à base d’aliments utilisaient le chocolat et le sucre. Ces évolutions ont continué rapidement avec des imprimantes 3D spécifiques qui ont percé le marché. Les pâtes sont par exemple concernées par études dans l’impression 3D alimentaire.

Impression 3D pour le grand public

Le saint graal des fournisseurs d’imprimantes 3D est l’impression 3D destinée au grand public.

Des entreprises telles que 3D Systems et Makerbot cherchent à rendre le procédé d’impression 3D accessible au plus grand nombre.

Pour en savoir plus, voici quelques ouvrages de référence sur le sujet:

Qu’est-ce que c’est que l’impression 3D ?

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Découvrez ci-dessous une introduction à l’impression 3D.

Potentiel de l’impression 3D

La technologie a probablement influencé l’histoire récente de l’humanité beaucoup plus que tout autre domaine. Pensez à une ampoule, à une locomotive à vapeur, ou plus récemment, aux voitures et aux avions, sans parler de l’essor continu d’internet. Ces technologies ont amélioré nos vies de plusieurs façons ouvrant de nouvelles voies et perspectives, mais d’habitude on a besoin de temps, parfois de décennies, pour que le caractère absolument perturbateur de la technologie devienne évident.

Il est généralement admis que l’impression 3D ou la fabrication additive (AM) a un potentiel énorme à devenir une de ces technologies. L’impression 3D est en plein essor. Cette nouvelle technologie est en train de révolutionner la conception graphique et aura des conséquences sur notre quotidien.

Principe de l’impression 3D

Le principe le plus élémentaire derrière l’impression 3D est le procédé de fabrication additive. L’impression 3D est une technologie avancée qui fabrique des éléments de manière additive en couches multiples à petite échelle. C’est un procédé de fabrication totalement nouveau par rapport à toutes les autres techniques de fabrication traditionnelles.

L’impression 3D est donc un procédé qui sert à créer des objets directement en ajoutant du matériel par couches successives de multiples façons en fonction de la technologie utilisée. Pour simplifier la philosophie sur laquelle s’appuie l’impression 3D, on peut le comparer au processus de construction automatique à l’aide des blocs Lego.

Impression 3D et innovation

L’impression 3D est une technologie qui encourage et promeut l’innovation.

Elle offre une liberté sans précédent tout en étant un procédé qui n’exige pas d’outils en réduisant les coûts et les délais de production. L’impression 3D peut contribuer au développement durable. Elle est intéressante du point de vue environnemental à la fois en termes du procédé de production lui-même, en utilisant jusqu’à 90 % des matériaux habituels et du point de vue de la durée de vue du produit par une conception plus souple ou plus durable.

L’impression 3D s’est considérablement développée ces dernières années. Autrefois réservée aux industriels, elle est devenue accessible aux petites entreprises et même aux particuliers. Aujourd’hui on peut acheter une petite imprimante 3D à moins de 1 000€.

L’impression 3D gagne un public plus large. Le taux d’adoption est exponentiel et continue à grimper dans tous les domaines avec de plus en plus de systèmes, de matériaux, de services et d’accessoires qui voient le jour.

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