La société de fabrication sur mesure Hubs.com aide à fabriquer des pièces personnalisées, souvent en utilisant la technologie d’impression 3D. Elle a récemment analysé les données de recherche Google pour déterminer les 10 principales questions liées à l’impression 3D que les internautes posent à Google.
Si le communiqué de presse énumère les questions, les utilise pour illustrer la taille du marché et commente que l’impression 3D a connu une croissance substantielle, il ne tente pas d’y répondre. C’est là qu’intervient cet article. Nous allons faire un tour de table où nous répondrons à toutes les questions par ordre de popularité, chacune en quelques paragraphes.
Qu’est-ce que l’impression 3D ?
L’impression 3D est le terme appliqué à une forme de fabrication appelée fabrication additive. Essentiellement, les objets sont construits couche par couche, chaque couche ajoutant du matériau par-dessus la couche précédente. Le processus ressemble beaucoup à l’impression d’encore sur du papier, sauf que le matériau (généralement du plastique) ajoute une troisième dimension.
Ce procédé est différent des autres processus de fabrication, qui sont souvent soustractifs. Ceux-ci enlèvent de la matière pour créer un objet. Les machines CNC sont souvent soustractives, elles découpent le bois, le plastique ou le métal pour obtenir un objet fini.
Combien ça coûte ?
La gamme de prix des imprimantes 3D est assez large. Vous pouvez en acheter une pour un usage amateur pour moins de 200 euros, ou vous pouvez acheter une machine industrielle géante pour bien plus de 1 million. En pratique, pour la maison, le bureau et le travail de prototypage conceptuel, vous pouvez acheter des imprimantes 3D de très bonne qualité pour un prix compris entre 200 et quelques milliers d’euros.
Le prix est souvent déterminé par la taille de la machine, sa robustesse (si elle est construite en acier ou en plastique) et les caractéristiques qui l’accompagnent. Parmi les modèles un peu plus chers, on trouve le Wi-Fi, une caméra et diverses commodités d’impression comme la mise à niveau automatique du lit.
Comment fonctionne une imprimante 3D ?
Il existe un certain nombre de technologies qui permettent la fabrication additive. Les deux plus populaires sont la modélisation par dépôt de matière fondue (Fused Deposition Modeling – ou FDM) et la stéréolithographie (SLA).
Les imprimantes FDM utilisent des rouleaux de filament plastique. Ce filament est enfilé dans la machine, un mécanisme d’entraînement pousse le brin de filament dans une « extrêmité chaude » qui fait fondre le plastique, et une extrudeuse pousse le plastique fondu sur une plaque. Une série de portiques déplace l’extrudeuse autour de la plaque pour placer le filament, et la plaque ou les portiques montent et descendent au fur et à mesure que des couches sont ajoutées.
Les imprimantes SLA fonctionnent différemment. Elles utilisent une cuve de résine dont le fond est transparent. Sous la cuve se trouve une source de lumière. Il s’agit généralement d’un écran LCD, comme celui de votre smartphone ou de votre tablette. Certains pixels s’allument, exposant la résine et provoquant le durcissement de la résine exposée. A chaque exposition, un portique soulève la résine exposée du fond transparent de la cuve, et la couche suivante est exposée.
D’autres technologies d’impression 3D impliquent l’utilisation de poudres fondues, de sable et d’une grande variété d’autres approches, mais elles sont principalement limitées à une utilisation industrielle plus lourde.
Que puis-je fabriquer avec une imprimante 3D ?
Pleine de choses : des maisons pour un train miniature aux vraies maisons, et à peu près tout ce qui se trouve entre les deux. En fait, si vous pouvez concevoir un objet pour l’impression 3D et que votre équipement peut le gérer, vous pouvez le fabriquer.
Plus concrètement, que peut-on faire avec une imprimante de moins de 1 000 euros ? Les imprimantes en résine produisent des détails étonnants et sont très utilisées par les joueurs sur table pour créer des figurines et par les modélistes ferroviaires pour créer des trains miniatures et des accessoires. Elles sont également utilisées pour créer des prototypes de produits et des maquettes physiques.
Les imprimantes FDM ne produisent pas aussi bien les petits détails, mais elles permettent de fabriquer de nombreux objets utiles. Je m’en sers pour fabriquer des étriers, des socles et des supports pour réaliser des vidéos. Les constructeurs automobiles les utilisent pour créer des gabarits et des montages directement dans l’usine. Les navires militaires s’en servent pour fabriquer des pièces de rechange. Les écoles fabriquent des modèles réduits de squelettes de dinosaures pour enseigner l’histoire.
Qu’est-ce que le PLA ?
Le PLA, ou acide polylactique, est un matériau permettant de fabriquer des filaments de plastique. C’est probablement le matériau le plus courant pour l’impression 3D car il est très facile à utiliser. Il adhère bien à la plaque de construction, il n’a pas de problèmes difficiles dus aux changements de température, il produire des objets assez propres qui ne nécessitent pas beaucoup de post-traitement, et il est modérément écologique.
Cela dit, il ne résiste pas bien au soleil, il peut être un peu fragile et, bien qu’il soit assez résistant, il est loin d’être aussi solide que les nylons ou même l’ABS (acrylonitrile butadiène styrène), un autre plastique courant. Les Legos sont fabriqués en ABS, par exemple.
Dans l’ensemble, le PLA est un bon filament d’impression à usage général, disponible à un prix relativement bas et dans une grande variété de couleurs et de variations.
Qui a inventé l’impression 3D ?
L’impression 3D était un concept technologique qui existe depuis des décennies. L’Américain Chuck Hull est considéré comme l’inventeur de la stéréolithographie en 1984. Il a déposé un brevet en 1986. Mais la paternité est sujet à dispute. Un inventeur japonais, Hideo Kodama, a déposé un brevet en 1981 mais n’a pas pu le financer jusqu’à son terme.
Un excellent article sur l’histoire de l’impression 3D est disponible sur le site All3DP. Justin Haines, l’auteur de l’article, remonte jusqu’à une histoire de science-fiction en 1945, écrite par Murray Leinster, qui décrivait quelque chose qui était une assez bonne prédiction de ce que l’impression 3D allait devenir. Si vous souhaitez en savoir plus sur l’histoire de l’impression 3D, je vous recommande de lire l’article.
Quels sont les matériaux utilisés pour l’impression 3D ?
Le matériau le plus courant pour l’impression 3D est, de loin, le plastique. Utilisé en filament ou en impression FDM, il fond facilement, s’extrude en douceur et durcit lorsqu’il refroidit. Il est donc particulièrement facile de construire des objets avec.
Certains fournisseurs de filaments infusent leurs filaments avec des particules d’autres matériaux. Le filament de bois est un plastique infusé de bois, et il se ponce bien. Le filament de cuivre est infusé de morceaux de cuivre, qui se ternissent et se polissent comme du vrai cuivre. Le filament en fibre de carbone est, vous l’avez deviné, un filament en plastique infusé de fibres de carbone pour plus de résistance.
Les objets imprimés avec l’impression en résine commencent leur vie sous la forme d’une résine liquide, modérément nocive. La lumière (en particulier certaines longueurs d’onde de la lumière ultraviolette), et non le chauffage et le refroidissement, fait durcir la résine.
D’autres matériaux sont également utilisés dans l’impression 3D. Des maisons imprimées en 3D sont fabriquées avec du béton qui durcit dans l’air après avoir été poussé hors d’un système de portique mobile. Des objets en métal ont été fabriqués par des imprimantes 3D qui utilisent de la poussière métallique (comme de la sciure de bois, mais en métal) qui est soit chauffée pour former un lien, soit mélangée à un agent de type colle pour faire tenir le tout ensemble. Il existe même des imprimantes 3D qui extrudent du chocolat et d’autres produits alimentaires pour fabriquer des aliments imprimés en 3D.
Attendez-vous à beaucoup d’innovation en ce qui concerne les matériaux d’impression 3D. Il s’agit d’un domaine en pleine expansion, d’autant que l’impression 3D de métaux devient plus pratique, plus abordable et plus courante.
Comment concevoir pour l’impression 3D ?
La plupart des conceptions imprimées en 3D sont créées dans un programme de CAO (conception assistée par ordinateur) comme Fusion 360, Tinkercard ou Blender. Il s’agit essentiellement de dessiner des formes à l’écran, de les combiner entre elles et de créer des objets à partir de ces formes. Lorsque j’ai commencé à m’intéresser à l’impression 3D, j’ai écrit un article intitulé « Si vous pouvez faire PowerPoint, vous pouvez faire de la conception 3D », car une grande partie de la conception de base de l’impression 3D consiste simplement à dessiner et à placer des rectangles.
Personnellement, j’utilise Tinkercard pour mes conceptions rapides et simples. C’est très rapide et facile à apprendre et à utiliser, et si je crée un objet relativement simple et que je veux le faire rapidement, Tinkercard (qui est gratuit) est une excellente option.
Lorsque je conçois quelque chose de plus complexe, je me tourne vers Fusion 360. Non seulement il est plus puissant, mais il utilise ce qu’on appelle la « conception paramétrique ». Il s’agit d’une fonctionnalité qui vous permet d’attribuer des variables aux dimensions et, en modifiant le nombre attribué à la variable, l’ensemble de la conception est redimensionné.
A quoi sert l’impression 3D ?
La réponse a déjà été donnée, mais en tant que terme recherché sur Google, il apparaît comme distinct de « Que puis-je faire avec une imprimante 3D ? ». Plutôt que d’énumérer un tas d’autres choses que vous pouvez construire, je vais partager avec vous mes conseils quand on débute.
L’impression 3D est loin d’être magique. Chaque objet doit être construit à partir d’une série de formes. Il ne suffit pas d’agiter les pinceaux d’un artiste pour obtenir une toile de maître. Comme la peinture, l’impression 3D exige un certain niveau de conception et d’effort. De même, comme pour la peinture, il faut garder le support à l’esprit. Avec le plastique fondu, vous ne pouvez pas créer de grandes zones ouvertes, sinon le plastique s’affaissera tout simplement. Au lieu de cela, vous devez concevoir des « supports » ou d’autres moyens de gérer les propriétés matérielles du plastique.
L’impression 3D est utilisée pour le prototypage rapide, la conception de produits, la fabrication en petites séries, les projets de loisirs, la fabrication d’objets pour la maison, et bien d’autres choses encore. Elle excelle dans la création de solutions personnalisées à faible coût. Mais pour obtenir un objet imprimé en 3D, vous devez soit en acheter un en télécharger un qui a déjà été créé, soit le concevoir vous-même dans un programme de CAO.
Source : ZDNet.com
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