Imprimante 3D

L'impression tridimensionnelle (ou impression 3D) est une technique de fabrication additive développée pour le prototypage rapide. Trois technologies principales coexistent : le FDM (Fuse Deposition Modeling : modelage par dépôt de matière en fusion), lastéréolithographie (SLA) (une lumière UV solidifie une couche de plastique liquide) et le fritage sélectif par laser (un laser agglomère une couche de poudre).

L'impression tri-dimensionnelle permet de produire un objet réel : un opérateur dessine l'objet sur un écran en utilisant un outil deCAO (Conception assistée par ordinateur). Le fichier 3D obtenu est envoyé vers une imprimante spécifique qui le découpe en tranches et dépose ou solidifie de la matière couche par couche pour obtenir la pièce finale. Le principe est donc assez proche de celui d'une imprimante 2D classique : les buses utilisées, qui déposent de la colle, sont d'ailleurs identiques à celles des imprimantes de bureau. C'est l'empilement de ces couches qui crée un volume.
Selon le procédé une panoplie de matériaux peut être utilisée : le plastique (ABS), la cire, le métal1, le plâtre de Paris 2 et davantage encore.

Les applications vont de l'industrie - la production de voitures3, d'avions1,4, de bien de consommation, etc.-, à la visualisation de projets, de vérification d'ergonomie pour l'architecture ou les études de design.

En 2013, cette technique est limitée à l'utilisation de matériaux non propices à un usage intensif et donc ne produit que des prototypes, parfois grandeur nature, mais l'usage qui en sera fait dans l'avenir reste un sujet de recherche et de débat5. L'industrie dentaire et la bijouterie de luxe utilisent cependant déjà l'impression 3D avec succès pour la réalisation de pièces finales. Les industries aérospatiale, automobile et l'industrie du cinéma utilisent aussi déjà l'impression 3D avec succès pour des pièces finies. Certains utilisateurs d'imprimantes 3D personnelles ou de services d'impression 3D en ligne utilisent aussi déjà quotidiennement des objets imprimés en 3D6. Débuté en janvier 2013, le projet Amazede l'Agence spatiale européenne vise à permettre l'impression en 3D, de manière industrielle, de pièces exploitables dans l'aérospatiale et autres domaines à fortes contraintes7,

Capacités

Exemple d'une imprimante 3 dimensionRepRap (contraction de l'anglais Replication Rapid prototyper: Concepteur de réplication rapide) version « Mendel »

une Reprap version « Huxley » a imprimé plusieurs objets en 3D

En 2012, le marché mondial de l'impression 3D a atteint $2,2 milliards avec une croissance annuelle de 30%14.
En 2013, on sait gérer facilement des matériaux correspondant aux caractéristiques suivantes :

• conducteurs électriques et isolants ;
• transparents, translucides ou opaques ;
• rigides ou souples, élastiques ou cassants ;
• pâteux, durs, abrasifs ;
• colorés (toutes les couleurs, y compris phosphorescents, réactifs aux UV…) ;
• magnétiquement inertes.
• magnétiquement temporaires, médiocrement, en introduisant de la limaille de fer dans une cavité, ou un métal par exemple. (Une aimantation ultérieure permet de gérer les aimantations définitives).

En 2013, on ne sait pas gérer facilement des matériaux correspondant aux caractéristiques suivantes :

• semi-conducteurs neutres, négatifs et positifs : voir l'article dédié : dopage (semi-conducteur) ;
• précontraints ;
• gaz ;

Les textiles sont généralement assemblés séparément et fixés aux objets finaux.

Cela rend impossible les transistors, l'électronique, l'informatique, les panneaux photovoltaïques, les interrupteurs à lames souples.
Il est plus facile de construire les pièces détachées séparément et de les assembler ensuite, mais il est souvent possible d'imprimer les objets déjà terminées, avec l'assemblage déjà effectué.

A noter que Microsoft a déposé en septembre 2013 un brevet rendu public qui aurait pour objectif de repousser les limites décrites ci-dessus : en effet, l'entreprise envisage des imprimantes 3D15 capables d'élaborer des objets électroniques en fournissant comme "consommables" des cartouches de composants électroniques (puces, led, processeurs, etc)

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