Qu’est-ce que l’impression 3D ?

Remarque : Dans la prochaine rubrique que vous allez lire, vous découvrirez : Qu’est-ce que l’impression 3D ?

Impression 3D – un ensemble de mots que l’on entend partout de nos jours.

Lire cela donne presque l’impression que c’est magique. Créer des objets physiques de nulle part, comme imprimer un document sur une feuille de papier ?

Mais c’est réel. Et cette technologie existe aujourd’hui.

Alors, qu’est-ce que l’impression 3D, comment ça marche et qui l’utilise ? Telles sont les questions que nous aborderons dans cet article.

Qu’est-ce que l’impression 3D ??

L’impression 3D est explicite.

c’est un processus similaire à l’impression de texte sur une feuille de papier. Mais cette fois, au lieu de texte, tu produis objets physiques tridimensionnels. Et à la place de l’encre, tu utilises polyester.

Pour ce faire, vous avez besoin d’une imprimante 3D spécialisée. Ces machines fonctionnent avec filament en plastique, qui peut être fondu et moulé dans n’importe quelle forme que vous souhaitez imprimer. ET avec l’aide d’un ordinateurpeut imprimer presque tout.

Le filament est le matériau le plus couramment utilisé pour l’impression 3D.

Mais il est loin d’être le seul.

Aujourd’hui, d’innombrables industries s’appuient sur cette technologie pour obtenir des résultats rapides, fabrication économique. Pensez aux pièces automobiles, aux composants de construction, aux appareils électroménagers, etc.

Ces produits sont imprimés avec du métal, du graphène et de la fibre de carbone, entre autres.

Ainsi, même si votre imprimante 3D domestique quotidienne utilise du plastique fragile, en réalité, il s’agit d’un industrie massive. Et cela augmente d’année en année.

Comment ça marche?

Revenons un instant aux paramètres de démarrage.

Que fait une imprimante 3D pour mouler un filament plastique en un modèle complet ? Passons en revue le processus étape par étape.

Comme nous l’avons déjà établi, vous pouvez imprimer en 3D avec différents matériaux. Mais le plus courant est PLA, également appelé polylactide. Il s’agit d’un matériau thermoplastique qui peut être moulé dans n’importe quelle forme lorsqu’il est chauffé et se solidifie lorsqu’il est refroidi.

Le matériel d’impression, appelé filamentVendu en bobines sous forme solide.

Puis l’imprimante fond le plastique et le pousse à travers une buse pour lui donner la forme correcte.

Mais comme tu dis Quelle forme voulez-vous pour la machine ?

Grâce à un logiciel.

Le processus d’impression 3D est similaire à l’impression normale. Vous téléchargez ce que vous souhaitez imprimer sur ton ordinateuret la machine le prend à partir de là.

Seulement, au lieu d’utiliser des documents texte, utilisez un logiciel de modélisation 3D.

Avec ces programmes spécialisés, vous pouvez créer votre propre modèle 3D ou téléchargez-en un sur Internet. Il existe de nombreuses communautés en ligne dédiées au partage de toutes sortes de designs, des figurines aux petits appareils.

L’imprimante elle-même fonctionne comme un robot. Une fois que vous avez téléchargé votre design, la machine sait exactement comment le façonner. Il fait fondre le filament et l’utilise pour créer soigneusement un objet physique basé sur le modèle informatique 3D.

Alors pourquoi l’impression 3D est-elle si populaire aujourd’hui ?

tout se résume à coût. La fabrication additive est très efficace et abordable, au point que tout le monde peut le faire à la maison. Mais c’est aussi pratique.

Il présente un avantage dans la construction d’objets et de formes qui seraient difficiles ou impossible à faire à la main. C’est aussi un processus très rapide, du prototypage à la fabrication.

Pour cette raison, de nombreuses industries utilisent l’impression 3D.

Outre les composants mécaniques, les entreprises peuvent même produire Matières organiques comme nourriture et tissus humains. Toutes ces choses ne sont pas que des idées ; Ils existent aujourd’hui.

Histoire de la technologie 3D

Mais bien sûr, il n’en a pas toujours été ainsi.

L’histoire de l’impression 3D est plus longue que vous ne le pensez.

Le concept de technologie d’impression tridimensionnelle a été idéalisé depuis le première moitié du 20ème siècle. Mais ce n’est que lorsque 1980 cela s’est réalisé.

Le plus semblable à un inventeur de l’impression 3D est le Dr Hideo Kodama de l’Institut municipal de recherche industrielle de Nagoya. En 1981, il a inventé une technologie utilisant la lumière ultraviolette pour solidifier un polymère.

Cependant, il n’a jamais breveté son invention.

Les premiers brevets liées à l’impression 3D ont été introduites en 1984. C’est à ce moment-là que quelques technologies utilisant une méthode similaire appelée stéréolithographie Ils ont été inventés.

Dans les années 90, la fabrication additive a commencé à prendre son essor.

C’était la première fois que l’impression 3D était utilisée. utilisé pour la métallurgie. C’est également à cette époque que les instituts de recherche ont commencé à étudier et à développer leur propre technologie additive.

Ce seraient les précurseurs de ce qui est aujourd’hui le industrie massive impression en 3D.

Secteurs concernés

Télécharger un modèle 3D de Batman depuis Internet et l’imprimer sous forme d’une figurine pour votre bureau est génial. Mais comment ce même processus profite-t-il aux industries aujourd’hui ?

Il s’avère que la technologie d’impression 3D est assez polyvalente.

Vous trouverez ci-dessous quelques exemples des nombreuses façons dont il peut être utilisé.

fabrication automobile

Malheureusement, nous sommes loin de pouvoir télécharger et imprimer une voiture complète.

Alors à quoi servent les imprimantes 3D dans l’industrie automobile ?

pour un, le prototypage de nouveaux modèles. Avoir un rendu informatique d’une nouvelle voiture en développement n’est pas toujours suffisant. Cependant, l’imprimer donne aux ingénieurs quelque chose de physique à inspecter par défaut leur permet de faire essais aérodynamiques et voyez comment cela fonctionnerait.

Mais l’impression 3D aide également à la création de composants de voiture.

Il est cependant peu probable que vous trouviez une pièce imprimée sur votre véhicule. Au lieu de cela, la technologie fait partie du stade de développement. L’impression peut être utilisée pour fabriquer rapidement les composants nécessaires et effectuer les tests appropriés.

Et finalement – pièces personnalisées.

Lorsque vous devez fabriquer un composant spécialisé pour un seul véhicule, il est souvent plus efficace de l’imprimer.

Ingénierie aéronautique

Maintenant, je sais à quoi tu penses.

“Je ne voudrais pas voler dans un avion avec des pièces imprimées en 3D !”

En fait, il y a de fortes chances que vous l’ayez déjà.

Les deux Boeing et Airbus Ils ont utilisé la technologie d’impression 3D pour leurs avions. Airbus a utilisé des procédés additifs pour pièces de rechange depuis des années maintenant. Parallèlement, en 2020, Boeing a réalisé avec succès un vol d’essai de son 777X, en utilisant des centaines de pièces imprimées en 3D.

Architecture

Celui-ci devrait être assez évident.

L’architecture repose en grande partie sur des modèles, tant physiques que numériques. Si vous disposez d’un rendu 3D très détaillé de votre projet, il est beaucoup plus simple de l’imprimer directement. ceci massivement simplifie le processus de travail.

Et voici quelque chose de très bien :

Les applications d’impression 3D peuvent spécifier le matériau d’un modèle aussi. Disons que vous avez une clôture en bois. L’imprimeur peut alors utiliser un polyester spécial qui donne à l’impression finale un texture semblable au bois.

De cette façon, vous pouvez imprimer des modèles qui semblent être constitués de différents matériaux.

Archéologie

C’est vrai, les archéologues utilisent des modèles imprimés en 3D pour restaurer ou recréer des artefacts. Les vestiges perdus, endommagés ou détruits peuvent être reconstruits. Restes osseux peut être reconstruit.

Et ce n’est que la pointe de l’iceberg.

Les archéologues peuvent utiliser l’impression 3D pour rénover des objets anciens tels que statues ou reliques précieuses. Ils peuvent exposer des gravures d’antiquités dans les musées et permettre aux visiteurs de les voir de plus près que d’habitude.

Matériaux nécessaires à la technologie 3D

Revenons aux bases de l’impression 3D.

Avec quels matériaux travaillez-vous exactement ?

nous avons déjà mentionné polylactide ou PLA. Mais c’est loin d’être la seule option. Comme nous l’avons mentionné précédemment, de nombreuses industries qui dépendent de l’impression 3D pour la fabrication utilisent du métal.

Certaines imprimantes 3D fonctionnent avec poudre.

Les deux plus populaires sont polyamide et aluminure. L’alumide, comme son nom l’indique, contient de l’aluminium, ce qui lui donne un aspect distinctif semblable à celui du papier de verre. est aussi un matériau très résistant.

Les imprimantes 3D peuvent également utiliser résines.

Ce n’est pas le matériau le plus populaire avec lequel travailler en raison de son relative impraticabilité. Les imprimantes à résine sont également assez limitées quant à la taille des impressions qu’elles peuvent produire. Alors, que peut faire une imprimante 3D avec des résines ?

Ce matériau est principalement utilisé pour figurines et autres ornements. Les impressions en résine sont douces au toucher et permettent plus de détails.

Maintenant, si vous voulez vraiment faire preuve de fantaisie, vous pouvez imprimer avec fibre de carbone.

Ce matériau est très résistant et super léger. Il n’a aucune limitation de taille et peut généralement être utilisé aux mêmes fins que le polylactide. Cependant, la fibre de carbone nécessite des buses en acier spécialisées car elle peut être très dommageable pour les composants de l’imprimante.

Types de technologie

Comme vous pouvez le constater, une imprimante 3D peut fonctionner avec une grande variété de matériaux.

Cependant, tous les matériaux ne sont pas égaux. Certains nécessitent des technologies différentes.

Comment fonctionnent les imprimantes 3D ? Il existe de nombreuses formes différentes, mais nous nous concentrerons sur les trois types les plus populaires.

FDM – Modélisation des dépôts fondus

C’est Le plus courant impression 3D méthode pour le marché de consommation. Si vous achetez une imprimante moyenne, il y a de fortes chances que ce soit une FDM.

Utilisations de l’impression FDM filament thermoplastique, ça fait chaud, fondu, et poussé à travers une buse. La buse est fixée à une tête informatisée qui peut se déplacer librement et façonner le filament selon les besoins.

La plupart des stylos 3D utilisent également la technologie FDM.

SLA – Stéréolithographie

Vous vous souvenez peut-être que nous avons déjà évoqué la stéréolithographie lorsque nous avons évoqué l’histoire de cette technologie. C’est lui la plus ancienne méthode d’impression 3Dinventé dans les années 1980.

Comment fonctionne l’impression 3D SLA ?

Le processus utilise matériau photosensible. Il profite d’un laser ultraviolet qui solidifie la substance au contact et la façonne en un motif final. Les imprimantes à base de résine sont un exemple de la technologie SLA en action.

SLS – Frittage Sélectif Laser

SLS est le type le plus cher impression en 3D.

C’est pourquoi il est avant tout utilisé par les entreprises à des fins de fabrication.

SLS est à base de poudre. Un faisceau laser à haute énergie fusionne la poudre en un solide, couche par couche jusqu’à ce que la forme finale soit atteinte. Un gros avantage du SLS est qu’il n’a pas besoin de structure de support.

Le processus d’impression 3D utilise structures de soutien pour fournir une surface sur laquelle construire l’imprimante. C’est nécessaire car l’appareil ne peut évidemment pas imprimer dans l’air. L’inconvénient est qu’il faut enlever beaucoup de matière en excès.

SLS n’a pas ce problème.

Puisque la poudre est dans un récipient, le matériau agit comme votre propre soutien.

Exemples de produits d’impression 3D

Maintenant que nous avons passé en revue les trois domaines fondamentaux de la technologie d’impression, voyons comment chacun d’eux est utilisé.

FDM – Modélisation des dépôts fondus

Le FDM est excellent pour un usage commercial en raison de son faible coût. Mais quoi d’autre ?

Pour un, pièces personnalisées qui doivent être adaptés spécifiquement à un individu. Prenons par exemple les prothèses. Chaque personne a besoin d’une pièce spécialement conçue pour elle. Et ce n’est là qu’une des nombreuses applications possibles de l’impression 3D.

la méthode industries aérospatiale et automobile L’utilisation pour la fabrication de pièces personnalisées est également généralement FDM.

SLA – Stéréolithographie

C’est la technologie derrière imprimantes à résine.

Croyez-le ou non, la stéréolithographie fait partie du l’industrie médicale depuis les années 1990. Cette méthode d’impression est capable de détails super précisce qui le rend parfait pour les modèles de anatomie du patient.

SLS – Frittage Sélectif Laser

SLS est idéal pour créer des formes complexes et est souvent utilisé dans le processus de fabrication électronique, véhicules et ingénierie. Les entreprises l’utilisent souvent pour produire rapidement outils et accessoires.

Cependant, leur coût élevé et équipement peu pratique L’utilisation commerciale moyenne de l’impression SLS est presque inexistante. Elle est presque entièrement limitée à la fabrication.

Envelopper

Alors, qu’est-ce que l’impression 3D ?

Bref, c’est une technologie de pointe qui nous permet imprimer des objets physiques en trois dimensions. Le processus nécessite une imprimante 3D et la plupart des appareils commerciaux utilisent des filaments de plastique moulés dans une forme.

Mais vous pouvez imprimer en 3D avec Divers matériaux.

Le métal, les fibres de carbone et le graphène sont des exemples de substances utilisées pour l’impression 3D.

C’est une industrie qui est grandissant de jour en jour. Et comme elle touche également le marché grand public, tout le monde peut apprendre à utiliser une imprimante 3D.

Cela peut aider à la production de pièces de voiture et d’avion, des modèles architecturaux et archéologiques, et même du cuir synthétique. Mais si cela semble trop ennuyeux, disponible dans le commerce imprimantes 3D maison Ils deviennent moins chers chaque année.