Impression 3D | Exprezis

L'impression 3D

Apprenez en plus sur l'impression 3D, son utilité, à qui elle profite, son origine et découvrez quelques exemples concrets réalisés par Exprezis.

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La fabrication additive et l'impression 3D font référence à la méthode de création d'un objet par couches successives de matériaux qui le composent.

Elles permettent de réaliser des prototypes, pièces détachées et objets en série, utilisables pour les professionnels et les particuliers.

Le point de départ de l'objet est un fichier en 3 dimensions. Ce dernier peut être obtenu grâce à une modélisation sur ordinateur, ou à une numérisation du réel, utilisant alors un scan 3D. Le fichier est ensuite envoyé à une imprimante 3D, qui va imprimer l'objet dans les proportions exactes.

Il existe de nombreuses techniques d'impressions, avec pour chacune d'elles plusieurs matériaux. Parmi ces techniques, on compte par exemple :

Dépôt de matière en fusion (FDM)
Frittage laser sélectif (SLS)
Multi-jet fusion (MJF)
Liquid Crystal Display (LCD) Digital Light Processing (DLP)
Stéréolithographie (SLA)
Métal par injection de liant (MBJ)
Fusion 3D métal (SLM, DMLS)
Poudre minérale colorée (PMC)

et tant d'autres...

C'est quoi ?

Avec des acteurs toujours plus nombreux et des techniques toujours plus performantes, l'impression 3D est considérée par les médias et les entreprises comme la 4ème révolution industrielle. Elle touche presque tous les secteurs, de l'aéronautique jusqu'au médical, en passant par la joaillerie ou encore l'architecture.

Un choix assuré pour : des prototypes (validation de formes, de fonctions, de matières, etc.) des outillages, des maquettes, des gabarits, des pièces de rechange, etc.

L’impression 3D permet de créer de multiples formes diverses et variées, cette technologie ouvre la voie aux plus créatifs. Il est en effet possible d’imprimer des formes qui seraient inenvisageables avec une technique traditionnelle de production.

Idéale pour les petites séries, elle représente alors un choix plus économique en comparaison à l'usinage, en simplifiant l'assemblage des pièces et en raccourcissant la chaîne logistique.

Grâce à la fabrication additive, les entreprises ne sont pas obligées de concevoir un produit en grande quantité pour gagner en rentabilité, car le coût unitaire de fabrication est constant.

De plus, la fabrication additive est plus rapide et ce dès la phase de prototypage. Cela permet à l'entreprise d'accélérer la mise en marché du produit.

On peut parler d’une technologie « écologique » puisque la perte de matière est minimisée et les stocks sont maîtrisés.

Ainsi, elle permet de tester des innovations très rapidement à moindre coût. La gestion de projet est plus agile, plus libre et moins coûteuse.

Pourquoi ?

De par ses nombreux atouts, l'impression 3D a déjà conquis le monde industriel, qui voit dans cette technique un réel potentiel. De plus en plus d’entreprises réalisent la transition vers l’impression 3D, tant du point de vue du prototypage que de la production d’objets finis, à l’unité ou en série.

Au vu des possibilités infinies et de sa facilité d'emploi, la fabrication additive intervient à ce jour dans presque tous les secteurs professionnels. Chaque entreprise, TPE, PME ou grande société, a de grands avantages à utiliser cette technique, qu'elle soit incorporée directement dans un produit ou bien affectée dans un processus de production.

Quelle que soit la taille ou le secteur de votre entreprise, l’impression 3D peut aider les ingénieurs, réparateurs, responsable maintenance, créateurs, chercheurs, etc. Dans les domaines comme les industries aéronautiques, agroalimentaires, automobiles, manufacturières, la bijouterie, l’architecture, la médecine, la communication, la mode, l’électronique, etc.

Il est difficile de trouver un domaine épargné par l’expansion de cette nouvelle technologie.

Depuis notre création, nous avons nous-mêmes côtoyé des partenaires de toutes horizons et de toutes envergures, leur fournissant à chaque fois des solutions adaptées et intelligentes.

Pour qui ?

L’impression 3D en 4 étapes :

Etape 1 : il faut d’abord avoir un fichier à imprimer, alors pour obtenir ou créer un modèle 3D, il y a trois solutions :

Le designer grâce aux différents logiciels de conception 3D (Fusion 360, Solidworks, Blender…)
Scanner une pièce existante à l’aide d’un simple balayage laser
Le télécharger gratuitement sur une banque de modèles 3D

Etape 2 : préparer l’impression 3D

Ouvrir le fichier STL grâce aux logiciels 3D fourni avec l’imprimante 3D. Il existe un logiciel de post-production appelé Simplify3D, c’est un logiciel de découpe indépendant qui s’adapte sur un large panel de machines. Grâce aux divers logiciels de découpe il est possible de choisir entre autres la disposition du modèle et de modifier sa taille.

Etape 3 : vérifier le matériel et faire les réglages

C’est le moment de vérifier son matériel (le plateau d’impression, les branchements...), connecter l’imprimante à son ordinateur et préparer sa bobine de filament 3D.

Etape 4 : lancer l’impression

Il n’y a plus qu’à imprimer ! La création d’un objet en trois dimensions dépendra de sa taille, du matériau choisi, de sa complexité et des paramètres programmés pour votre modèle.

Comment ?

Le coût d’une impression 3D varie en fonction de plusieurs éléments. Le prix dépend de la technologie utilisée, du matériau, du volume d’impression, ainsi que de la complexité du modèle souhaité.

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Combien ?

Création des principales méthodes d’impression

L’impression 3D existe depuis plus longtemps que ce que l’on imagine. C’est dans les années 80 que deux français dépose le 1er brevet sur l’impression 3D, en 1984 pour être précis ! Deux ans plus tard, Charles Hull dépose un autre brevet sur la technique d’impression 3D de stéréolithographie (SLA). Cela donne ensuite naissance à une entreprise leader : 3D Systems, le géant de la fabrication d’imprimantes 3D. En 1988, Carl Deckard dépose un brevet pour la méthode d’impression 3D qui consiste à fusionner localement des grains de poudre ensemble à l’aide d’un laser : la technologie de Frittage Sélectif par Laser (SLS). Entre temps, Scott Crump, co-fondateur de Stratasys, rempli un brevet pour le Dépôt de fil (FDM) en 1992. En moins de 10 ans, la fabrication additive est née avec la création des trois principales méthodes d’impression.

Développement de cette technologie dans les années 90

Les années 90 provoquent un tournant majeur dans l’impression 3D puisqu’il y a une véritable émergence des premiers fabricants d’imprimantes 3D et des outils de conception 3D (CAO). De nouvelles techniques apparaissent : la projection de liant, la technologie Arcam MCP et la Fusion Sélective par Laser (SLM). En même temps, les outils de CAO se développent et deviennent plus disponibles et élaborés, avec notamment la création de Solidscape en 1993. Les années 90 c’est aussi le développement de la fabrication additive dans le domaine de la médecine ! Ce qui ouvre la voie à d’autres secteurs.

Forte médiatisation dans les années 2000

Les années 2000 marquent la popularisation de l’impression 3D. L’association de la médecine et de la fabrication additive prend un tournant en 2000 suite à l’impression du premier rein fonctionnel. En 2005, ZCorp lance la Spectrum Z510, la première imprimante 3D couleur en haute définition. L’impression 3D gagne en visibilité dans les médias en 2008 grâce à une autre nouvelle application médicale : le premier membre prothétique imprimé en 3D. Aujourd’hui, grâce aux scanners 3D, les prothèses et les orthèses médicales sont de moins en moins coûteuses et extrêmement rapides à obtenir. En 2009, le brevet du Dépôt de fil (FDM) est tombé dans le domaine public. Ceci a ouvert la voie aux innovations pour les imprimantes 3D et à une baisse du prix de celles-ci. Cette technologie désormais plus accessible gagne alors d’autant plus en visibilité.

L'impression 3D de nos jours

Cette technologie devient progressivement une technique de prototypage et de production fiable, offrant de nouvelles opportunités aux entreprises. En 2010, Urbee a été la première voiture imprimée en 3D grâce à une imprimante 3D XL. Cette technologie se développe aujourd’hui grandement dans le secteur automobile que ce soit pour le design, le prototypage, l’outillage, etc… L’impression 3D est maintenant très présente dans les esprits, elle progresse sans cesse, tout comme ses usages. De plus en plus de petites et grandes entreprises prennent en considération les avantages du prototypage à bas prix que permet l’impression 3D, et l’ont totalement intégré dans leurs processus de production. De nombreuses avancées médicales ont eu lieu grâce à l’impression 3D : impression de tissus, organes et prothèses à bas coûts. De nouvelles imprimantes 3D sont régulièrement mises sur le marché : des imprimantes plus efficaces, qui impriment plus vite et qui donnent accès à de nouveaux matériaux… Chaque jour, de nouveaux matériaux d’impression 3D sont testés, dans le but de remplacer l’irremplaçable (enfin c’est ce que l’on pense). Imprimer des os ? Imprimer des blocs de béton pour construire une maison ? C’est possible ! L’impression 3D n’a pas fini de nous surprendre, il reste encore beaucoup de techniques et opportunités à découvrir…