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De la coque de téléphone en polymère à la montre en titane, à chaque application son mode de modélisation et d’impression.
L’impression 3D est le nom utilisé pour englober l’ensemble des techniques dites de fabrication additive, c’est-à-dire de fabrication couche par couche par ajout progressif de matière. La première technique qui a vu le jour dans les années 1980 sous l’impulsion de chercheurs français et américains (1er brevet déposé par le Français Jean-Claude André en 1984, suivi par l’Américain Chuck Hull un mois plus tard), est utilisé depuis de nombreuses années dans l’industrie. C’est donc une technique assez récente et qui, ces derniers temps, se démocratise. L’histoire des imprimantes 3d n’est en réalité pas très différente de celle des imprimantes classiques, des ordinateurs personnels.
Autrefois réservées au monde industriel, les imprimantes 3d sont maintenant à nos portes, voire peut- être déjà dans votre maison.
Mais de quoi s’agit-il précisément ? éléments de réponse dans cet article !
DE L’IDEE A L’OBJET
À la différence des imprimantes classique qui font ressortir une idée sous forme de dessin sur un papier format, l’impression 3D transforme les idées en objet de trois dimensions (3D), c’est-à-dire des objets réels. Mais ces objets est obtenu à partir des logiciels de dessin et de modélisation.
L’imprimante 3D à un fonctionnement calqué sur le système de celle de la pâte à modeler que les enfants utilisent dans les écoles maternelles et primaires pour fabriquer des objets. C’à dire le dépôt d’une couche de matière sur une autre couche. L’objet réalisé à la fin, est donc un assemblage de plusieurs couches. L’objet réalisé par l’imprimante, se conçoit à partir d’un fichier CAO (Conception Assiste par Ordinateur), en le découpant en tranches puis en déposant ou solidifiant de la matière couche par couche. Comme exemple de matériaux utilisés nous avons le plastique, le métal, l’argile, la résine etc.
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UNE AIDE PRECIEUSE POUR LES ENTREPRISES AFRICAINES
Pour l’obtention d’une marmite par le procédé de fonderie, on passe par différentes étapes de fabrication : du modèle, du moule, de fabrication des noyaux du coulage etc.… La phase de conception est une phase qui peut durer plusieurs jours et parfois plusieurs semaines. Et vu que chaque entreprise aimerait réduire le temps de conception, de fabrication et les coûts, se tourner vers la fabrication additive, c’est le moyen d’avoir une production optimale, et une facilité de conception des pièces. Et surtout sans outillages. Elle permet justement d’avoir assez rapidement des prototypes ce qui est le moyen de mieux visualiser le produit final, d’identifier ses éventuelles faiblesses (défaut d’ergonomie, encombrement, esthétique discutable...), afin d’y parer dès les premières étapes. Elle permet également de réfléchir en parallèle aux opérations connexes à la production telles que l’emballage et de visualiser les outils qui seront nécessaires pour produire l’objet en grande série par exemple.
Pas étonnant que l’impression 3D soit communément appelée outil de « prototypage rapide », car elle permet d’obtenir un prototype de l’objet en un temps bien inférieur à celui qui serait nécessaire en utilisant des technologies plus anciennes comme la fonderie.
AVANTAGES DE LA FABRICATION ADDITIVE
Les avantages de cette nouvelle technologie sont nombreux, mais nous pouvons les résumer en trois principaux facteurs : la liberté de conception, le coût de conception et de fabrication, le temps de conception et de fabrication.
Cette technologie offre au concepteur la liberté de conception. C’est-à-dire qu’il peut réaliser des pièces de tout type ; qui jusqu’à présent n’étaient pas réalisables par les méthodes de fabrication traditionnelles. Il a ensuite la liberté de faire des pièces sans toutefois recourir à l’assemblage de ces pièces. Par exemple, un objet qui en fonderie est fait de 5 parties différentes à assembler après la fabrication, en fabrication additive, le concepteur fera l’assemblage directement lors de conception sur ordinateur et les pièces seront directement assemblées pendant la fabrication.
Le temps de fabrication et de conception est nettement optimal par rapport à celui utilisé dans les méthodes traditionnelles. On peut concevoir et faire le prototype d’un objet en 15 minutes, chose qui est réalisable en plusieurs jours voir des mois par les méthodes traditionnelles.
L’argent étant le nerf de la guerre, pour des secteurs importants ayant des pièces qui coutent extrêmement chère comme celui de l’aéronautique, cette technologie apporte une grande réduction de coût déjà pour la qualité des pièces qui sont moins épaisses et plus fonctionnelles que celles réalisées avec les anciennes technologies.
Hors mi l’intérêt lié à l’obtention rapide de prototypes sans nécessité d’outillage et aux pertes minimes de matière par rapport aux autres procédés. L’un des plus gros avantages de la fabrication additive est la réalisation des pièces qui, par leur forme, et leur complexité ne pourraient être réalisées par d’autres procédés.
LES SECTEURS D’ACTIVITES DE LA FABRICATION ADDITIVE
L’impression 3D connaît un véritable essor dans le champ de :
La santé, l’aéronautique, l’architecture, le luxe, l’habillement, agro-alimentaire, industrie plasturgie, automobile, électrique et électronique etc.
Cette technologie est prometteuse, tant pour le particulier que pour le professionnel. La plupart des acteurs entreprises ont compris l’importance de leur positionnement sur ce marché stratégique. Par exemple : la production de prothèses et d’implants sur mesure, en se basant sur des données sources issues de scanner et d’IRM.
Il est aisé de comprendre que les perspectives de l’impression 3D en architecture, et dans l’industrie sont infinies.
Kevin Dango
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