Imprimante 3D : les secrets de la fabrication additive

L’impression additive est plus connue sous le nom d’impression 3D. Aujourd’hui, de nombreux objets sont construits à l’aide d’imprimantes 3D dans divers secteurs. Ces imprimantes sont même en train de sortir du secteur industriel et professionnel pour se retrouver sur les étagères des particuliers. La première imprimante 3D a vu le jour en 1988 et n’a cessé d’être améliorée depuis. Bon nombre de petits entrepreneurs s’en servent actuellement pour leurs créations et il est alors utile de savoir comment l’impression additive fonctionne.

L’impression 3D : de quoi s’agit-il ?

La fabrication additive est une forme de fabrication CAO (conception assistée par ordinateur). Il s’agit alors de concevoir un objet via un logiciel qui sera ensuite directement imprimé en 3D. Ce type de conception est utile de deux façons distinctes. On peut se servir de l’impression 3D pour concevoir la matière d’une pièce qui sera ensuite réalisée par une machine plus performante. On peut également créer directement la pièce définitive grâce à l’impression additive.

Pour la conception de maquettes, cette méthode est un gain de temps et de ressources (argent, matières premières, employés, etc.). L’impression 3D permet en effet d’avoir un modèle tangible entre les mains, afin de l’étudier, de le faire réagir en conditions réelles et d’affiner sa fabrication.

Si vous voulez avoir plus d’informations sur les imprimantes 3D professionnelles, vous pourrez alors mieux appréhender cette technique d’impression et en connaître toutes les subtilités.

Les différentes techniques d’impressions 3D

L’impression additive n’a pas qu’une seule façon d’être modélisée. Il existe en effet différentes techniques de réalisation qui dépendent directement de la matière utilisée pour le produit final.

CLIP (Continuous Liquid Interface Production)

La technologie CLIP s’inspire de la stéréolithographie. Un laser ultra-violet vient polymériser une résine liquide. Cette méthode permet un contrôle de l’oxygène se dégageant de la réaction chimique de la polymérisation. Grâce à ce contrôle, le temps de séchage est accéléré et l’impression est réduite à quelques minutes au lieu de plusieurs heures.

FDM (Fused Deposition Mmodeling)

Le procédé FDM permet de faire fondre un filament plastique (ABS ou PLA) qui est ensuite déposé couche par couche sur son support. Au fur et à mesure du processus, le plateau d’impression descend, permettant ainsi l’extrusion de la couche suivante. Les couches peuvent être d’épaisseurs différentes et, selon le modèle d’imprimante, elles seront plus ou moins épaisses. La qualité du produit fini dépend alors de l’épaisseur de cette couche.

Imprimante 3D

SLA (Stereolithography Apparatus)

Cette technique utilise également la polymérisation. Une couche de résine élastomère liquide ou un plastique thermodurcissant liquide est solidifiée par une lumière ultra-violette. Le laser UV est dirigé par des miroirs qui lui permettent de balayer la surface de résine ou de plastique, afin de fabriquer la forme désirée.

SLS (Selective Laser Sintering)

Le procédé SLS ou frittage sélectif par laser en français, consiste à utiliser un laser haute puissance pour recouvrir des particules de poudre métallique polymère. Cette action entraîne la formation d’un objet solide. On étale cette poudre en fine couche sur la base de la plateforme de l’imprimante 3D SLS. Elle est ensuite chauffée à haute température, afin d’entrer en fusion. Cette fusion entraîne un amas des particules de poudre entre elles qui forment alors une couche de l’objet 3D. La plateforme descend, et l’opération est répétée jusqu’à créer l’objet en entier.

SLM (Selective Laser Melting)

La technique SLM se nomme aussi fusion sélective par laser. Elle ressemble à la méthode SLS. Ici, le caisson de fabrication sera rempli d’un gaz (azote ou argon) pour faire fondre plus rapidement la poudre métallique. Les métaux utilisés en SLM (mais aussi en SLS) sont souvent :

  • l’acier maraging,
  • l’acier inoxydable,
  • de l’Inconel 625,
  • de l’Inconel 718,
  • du cobalt-chrome,
  • du titane Ti6AlV4.

Ces métaux sont très pratiques pour la technique SLM d’impression 3D.

Les secteurs concernés par l’imprimante 3D

Différents secteurs se servent de l’impression additive pour créer leurs pièces ou maquettes. Les imprimantes 3D sont cependant surtout utilisées en ingénierie, médecine, architecture, recherche spatiale, arts et mode.

En ingénierie, l’impression additive permet de fabriquer des pièces d’engrenage ou entrant dans la fabrication de composants électriques. Il est aussi possible d’imprimer des pièces qui composeront un objet plus grand. En médecine, on se sert principalement de l’impression 3D pour créer des prothèses et soigner plus rapidement les patients. Dans l’art et la mode, il arrive que des artistes impriment directement leur création en 3D, apportant un nouvel aspect de matière au monde artistique.

Les architectes s’en servent, quant à eux, pour créer des maquettes de leur projet. Il est ainsi plus simple de représenter un ouvrage à un client. Pour la recherche spatiale, il arrive que la NASA imprime des pièces de rechange en 3D. Ces pièces sont directement construites via des imprimantes depuis l’espace. Cela évite de faire des aller-retour entre la Terre et les stations spatiales.

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