Le 3 décembre (3D) a été choisi comme Journée internationale de l’impression 3D. En cette occasion, nous vous (re)présentons cette technologie qui a émergée au début des années 1980, pour devenir de plus en plus présente dans notre quotidien.
La fabrication additive, plus couramment appelée impression 3D, trouve ses racines dans les innovations technologiques des années 1980, et les premières tentatives de création d’objets par un inventeur japonais, Hideo Kodama. L’année 1984 pose en quelque sorte les fondations de l’ère de impression 3D, avec les dépôts des toutes premières demandes de brevet dans ce domaine technique :
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Demande de brevet n°FR8411241A, déposée le 7 juillet 1984 |
Demande de brevet n°US4575330A déposée le 8 août 1984 Titre : Apparatus for production of three-dimensional objects by stereolithography Inventeur : Charles W. HULL |
Ces concepts révolutionnaires, consistant à construire des objets couche par couche, voient le jour, notamment avec la stéréolithographie (SLA), terme inventé par Charles W. HULL dans sa demande de brevet déposée en 1984.
Cette technologie, qui utilisait des résines liquides durcies par luminescence UV, a marqué le début d'une nouvelle ère dans la production manufacturière en introduisant des méthodes créatives et personnalisables pour concevoir des objets. De plus, cette technologie permet de créer des structures à hautes résolutions, idéales pour les prototypes détaillés.
La fabrication additive regroupe également d’autres méthodes.
Le Frittage sélectif par laser (SLS) utilise un laser pour fritter des particules de poudre. Ce procédé fabrique des pièces robustes et résistantes aux températures qui sont employées fréquemment dans l'industrie aérospatiale et automobile.
Le Frittage Laser Direct sur Métal (DMLS) est une extension du SLS. Cette technologie fond directement du métal et offre la possibilité de formes complexes très difficiles, voire impossibles, à réaliser avec les méthodes traditionnelles.
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Enfin, le Dépôt de Filament Fondu (FDM) est la technique la plus répandue et accessible, que nous explorerons plus en détail ci-dessous. Le dépôt de filament fondu (FDM) est sans conteste la technique de fabrication additive la plus populaire pour les utilisateurs individuels notamment. Popularisée dans les années 2000, le FDM utilise un filament thermoplastique, généralement du PLA ou de l'ABS, qui est chauffé et extrudé par une buse pour créer des objets couche par couche. |
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L'accessibilité du FDM repose sur plusieurs facteurs : le coût relativement bas des imprimantes et des matériaux, la facilité d'utilisation et la possibilité de personnaliser les objets imprimés sont quelques-unes des raisons pour lesquelles cette méthode a connu un succès mondial. Les applications du FDM vont des maquettes d'architectes aux outils personnalisés en passant par les objets du quotidien et les prototypes industriels. La démocratisation des logiciels de Conception Assistée par Ordinateur (CAO) a également contribué à rendre plus accessible cette technologie au grand public :
Perspectives et Applications Futures
Avec le développement rapide des technologies numériques, les perspectives offertes par la fabrication additive semblent infinies. La médecine, par exemple, est un domaine où l'impression 3D montre un potentiel immense. Des prothèses sur mesure aux modèles anatomiques pour la formation chirurgicale, la flexibilité des techniques additives permet des innovations qui améliorent la qualité de vie des patients.
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Dans le domaine spatial, la fabrication additive offre la possibilité de créer des pièces directement en orbite. L’ESA et d'autres agences spatiales explorent activement ces technologies pour concevoir des pièces complexes et des constructions modulaires susceptibles d'être utilisées dans des missions lunaires ou martiennes. Maquette d’un habitat lunaire qui serait en partie imprimé à partir à base de régolithe lunaire – pensé par Foster + Partners – Exposition Cité des Sciences et Industrie (Paris) |
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On retrouve également l'impression 3D dans des domaines où l’on pourrait s’y attendre le moins. Par exemple, le domaine culinaire, où cette technologie permet de créer des plats et des desserts aux formes complexes, rendant possible une personnalisation poussée, mais aussi la facture d’instruments, où l’impression 3D permet des expérimentations de forme et de matériaux pour produire des sons uniques ou pour obtenir un esthétisme particulier.
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Exemple d’impression 3D culinaire |
Exemple d’un corps de guitare imprimé en 3D. |
Conclusion
| Révélant continuellement de nouvelles possibilités, la fabrication additive s'installe comme un pilier de l'innovation technologique du XXIe siècle. En transformant notre façon de concevoir et de produire, elle non seulement redéfinit le paysage industriel, mais ouvre aussi de nouvelles perspectives audacieuses pour l'avenir. De la santé à l'exploration spatiale, l'impact de l'impression 3D sur notre société continue d'élargir ses horizons, promettant un monde où l'impossible devient tangible. La fabrication additive présente également des défis importants en matière de propriété intellectuelle. La capacité de reproduire facilement des objets en utilisant des modèles numériques crée un risque de contrefaçon. |
Sources principales :
Espace de recherche de brevets de l’OEB
Stereolithography
Cité des Sciences et Industrie
3Dnatives
