La technologie d’impression actuelle va bien au-delà de la papeterie traditionnelle et du textile. Car, il est désormais possible de créer un objet à l’image d’une maquette en partant d’un fichier numérique en trois dimensions. Dans le langage courant, on le reconnait par le terme « impression 3D » tandis que les professionnels du secteur industriel le désignent par « fabrication additive ». Sur quoi repose le principe d’une impression tridimensionnelle ? Et qu’est-ce qu’on obtient finalement ? Focus.
Plan de l'article
Imprimer en 3D : comment ça fonctionne ?
Les technologies d’impression 3d se déroule en trois (3) étapes.
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- Le post-traitement. Il consiste à créer un fichier 3D dont figure l’objet à construire. Divers outils font ce travail de modélisation, entre autres, les logiciels de CAO (Conception et dessin Assisté par Ordinateur) et les scanners 3D. Ceux-ci servent à capturer la forme de l’objet à imprimer à l’aide d’un laser afin d’en obtenir une représentation numérique.
- La procédure d’impression. Elle utilise une des technologies qui seront évoquées ultérieurement. Pendant cette phase, on détermine la matière à utiliser dans la fabrication ainsi que les caractéristiques et la forme de l’objet.
- Dernière étape, l’imprimante finit l’opération. Ultra complexe, cette phase exige un niveau de précision élevé et par conséquent, une qualité d’impression optimale.
À cet instant, l’imprimante a fait sa part. Après, si l’objectif est la reconstitution parfaite (au millimètre près) de l’objet initial, chaque détail compte. Pour y parvenir, il faut un travail manuel supplémentaire comme le ponçage, le sablage, le vernissage, etc.
Impression 3D : quelle technologie utilise-t-elle ?
L’impression à trois dimensions utilise plusieurs techniques :
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Le procédé FDM ou FDM ou dépôt de fil
La technique FDM (Fused deposition modeling) ou FFF (Fused Filament Fabrication) consiste à dérouler un fil de polymère. Ensuite, une buse ou tête d’extrusion chauffe ces filaments à une température pouvant atteindre 420°C – selon le modèle d’imprimante. Après, ce fil fondu est déposé sur une plateforme où la construction va se dérouler. L’aspect brut de l’objet apparaît après les dépôts de nombreuses couches.
La photopolymérisation
Au cours d’une impression par photopolymérisation, une matière à base de résine liquide se polymérise sous l’effet d’un rayon laser UV. Très sophistiqué, ce processus s’effectue point par point (SLA pour stéréolithographie) ou couche par couche (DLP pour Digital Light Processing). Elle parvient à obtenir des surfaces lisses et des couches extrêmement fines, soit moins de 0.01 mm d’épaisseur.
À titre indicatif, les imprimantes 3D DLP (Digital Light Processing) sont plus volumineuses que les imprimantes 3D SLA.
La fusion de lit de poudres
Encore plus poussée que la technique stéréolithographique, la fabrication additive par fusion sur lit de poudre utilise un laser pour fusionner des particules de poudre, à la différence que celle-ci opère uniquement point par point. La fusion de poudre sert surtout à imprimer des métaux. Il y a en effet, deux méthodes pour fritter le métal via une lumière laser : directement (DMLS – Direct metal laser sintering) ou sélective (SLM – Selective Laser Melting).
Imprimer en 3D : dans quel intérêt ?
Une grande liberté de conception et de design. Si le design assisté par ordinateur reste derrière l’écran, l’impression 3D permet de recréer les idées et les concrétiser en un objet réel.
La rapidité de production à grande échelle. Par exemple, dans l’industrie automobile, les concepteurs développent une idée sur écran. Ils l’envoient ensuite à l’impression 3D afin de réaliser un prototype fonctionnel. Après, les ingénieurs se servent de ce modèle imprimé en 3D pour évaluer la conception, tester ses caractéristiques, et éventuellement procéder à la construction proprement dite. Et pourtant, cette procédure ne nécessite que quelques jours.