Utilisation et fonctions des imprimantes 3D

Qu'est-ce que l'impression 3D (aussi appelée fabrication additive) ? Fondamentalement, c'est un processus qui permet de fabriquer des objets conformément à des conceptions générées par ordinateur. Cependant, contrairement aux processus de fabrication conventionnels, le produit fini est le résultat d'une accumulation de fines couches de matériau, métal ou plastique, au lieu de travailler sur un bloc de matériau en appliquant des techniques de perçage, sculpture, découpage, en suivant un processus d'élimination.

 

Qu'est-ce qu'une imprimante 3D ?

Une imprimante 3D sert à créer un objet à partir d'un modèle initial. C'est un dispositif contrôlé par ordinateur, capable d'interpréter et d'exécuter la conception réalisée sur un ordinateur. Chaque modèle d'imprimante 3D offre différentes fonctions qui permettent de choisir le modèle le mieux adapté à des tâches spécifiques. Par exemple, la vitesse d'impression, les dimensions, la tolérance, la résolution forment une indication de la qualité de production probable des modèles 3D. Le standard de l'industrie est actuellement une plate-forme mesurant au minimum 23 x 23 x 23 centimètres environ. Les plaques d'impression plus petites peuvent nécessiter une réduction d'échelle ou un découpage en sections, et différentes sessions d'impression. Mais avec une grande plaque d'impression, une réduction d'échelle ou un découpage en sections ne sont pas nécessaires.

 

Pour comprendre la technologie

Une imprimante 3D fonctionne comme toute autre imprimante, dans le sens où elle obéit aux commandes fournies par le modèle original généré par un ordinateur. Cependant, la différence fondamentale entre une imprimante 3D et une imprimante standard est sa capacité de fabrication d'objets à partir de plans 3D, alors qu'une imprimante conventionnelle fonctionne uniquement en deux dimensions.

La relation entre la qualité de l'objet fini et la vitesse d'impression est similaire à celle des imprimantes à jet d'encre. En général, plus le processus d'impression est rapide, plus la qualité de l'objet fini se dégrade. Cependant, cette règle a ses exceptions. Certaines imprimantes peuvent imprimer des objets de haute qualité relativement rapidement, alors que d'autres prennent plus de temps pour créer un objet de qualité inférieure.

Comme une imprimante à jet d'encre force de l'encre à travers de minuscules perforations, pour former des caractères ou des formes, une imprimante 3D force des fibres d'un matériau à travers une tête d'impression. Ce processus est habituellement décrit comme une extrusion de filaments. La tolérance d'une imprimante 3D spécifie la capacité de l'imprimante à extruder le filament avec un niveau de précision spécifique. À l'inverse de la relation entre vitesse et qualité d'impression, plus la valeur de tolérance est faible, plus la précision d'impression est grande.

La résolution d'un objet imprimé en 3D est déterminée par l'épaisseur de chaque couche de matériau déposée. Plus la couche déposée est fine, plus la résolution est élevée. La hauteur optimale est équivalente à l'épaisseur d'une pièce de papier, soit environ 0,1 millimètre.

 

Utilisation courante

Depuis le début des années 1980, des universités et des entreprises ont utilisé des imprimantes 3D pour fabriquer des prototypes pour leurs recherches sur des matériaux de moulage, incluant cartouches, papier, plastique et sable. Parmi la gamme étendue des services d'impression 3D, la personnalisation a acquis une position stable sur le marché. À tel point que des entreprises créent des services qui permettent à leurs clients d'utiliser des conceptions 3D commerciales pour personnaliser certains articles, tels que des étuis de téléphone mobile. Un service en ligne permet aux clients de télécharger des conceptions qui seront imprimées en 3D, et les produits finis livrés aux clients.

Des chercheurs en biologie utilisent la technologie d'impression 3D pour traiter des animaux, par exemple créer de nouveaux becs pour des oiseaux blessés, ou même une nouvelle palme pour qu'un caneton puisse marcher à nouveau. Dans le domaine médical, les résultats de l'impression 3D sont extraordinaires, comme dans la bio-impression, l'impression d'organe, l'ingénierie des tissus, l'impression de prothèses.

Les designers de mode utilisent l'impression 3D pour expérimenter des créations, aussi bien pour des vêtements, des chaussures ou des bikinis. Sur le marché des produits domestiques, les amateurs créent de petits objets, tels que poignées de porte et horloges fonctionnelles. Ainsi que des accessoires décoratifs très demandés, tels que sacs, colliers et bagues.

 

Challenges futurs

Certaines choses sont encore hors de portée de l'impression 3D actuelle et elles constituent des challenges pour l'avenir. Par exemple, la vitesse d'impression actuelle est relativement faible. Cette caractéristique doit être améliorée pour que la production de masse devienne une option viable. Dans la plupart des cas, les imprimantes 3D peuvent utiliser un seul matériau et une seule couleur à chaque processus. Grâce à certains développements, des machines de fabrication par fusion de filament disposent maintenant de plusieurs têtes d'extrusion. Elles permettent d'imprimer plusieurs couleurs ou plusieurs impressions. Cependant dans plusieurs disciplines, l'impression 3D crée déjà des différences profondes et cette technologie progressera et se déploiera extensivement au fil des ans.