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Qu’est-ce que l’impression 3D ? – ExtrêmeTech

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L’impression 3D est une méthode de fabrication de tout, des chaussures aux bijoux, en passant par les armes à feu et les pièces aérospatiales, à l’aide d’une imprimante contrôlée par ordinateur. La règle fondamentale de impression en 3D c’est que c’est un additif technique de fabrication, contrairement à l’usinage, le tournage, le fraisage et le sciage qui sont soustractif.

Bien qu’il existe différents types d’impression 3D, tous les objets 3D sont généralement construits à partir de couches. Une imprimante 3D commence par la couche inférieure, attend qu’elle sèche ou se solidifie, puis remonte. Ce processus de superposition diffère selon l’imprimante et le matériau avec lequel elle travaille – métal, plâtre, polymère, résine – mais cela dépend aussi s’il s’agit d’une imprimante 3D industrielle ou commerciale.

Industriel vs commercial

Alors que l’impression 3D destinée aux consommateurs et aux petites entreprises ne fait que décoller, principalement grâce à la MakerBot et RepRaps, l’impression 3D est utilisée en milieu industriel depuis 30 ans. Les imprimantes 3D industrielles ont tendance à être très grandes et très chères, mais en même temps, elles sont beaucoup plus rapides que les imprimantes commerciales. Certaines imprimantes industrielles peuvent imprimer avec plusieurs buses en même temps, ou même utiliser du métal (nous en reparlerons plus tard). Pour la plupart, les imprimantes industrielles sont presque toujours utilisées pour le prototypage rapide (généralement par des architectes, des constructeurs automobiles), mais parfois des objets imprimés en 3D – en particulier dans le cas d’objets métalliques – sont utilisés dans les produits finaux.

Les imprimantes 3D grand public sont moins chères, plus petites, plus lentes et ont généralement une résolution inférieure à celle de leurs homologues industriels. Les imprimantes grand public sont toujours utilisées pour le prototypage rapide, mais elles sont également utilisées par des personnes qui aiment l’idée d’imprimer des choses. Généralement, les imprimeurs grand public utilisent l’extrusion thermoplastique, c’est-à-dire qu’elle laisse tomber de minuscules points de plastique fondu.

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Différentes techniques d’impression

Impression 3D - l'original est sur le côté gaucheSelon le matériau utilisé, le nombre de couleurs que vous souhaitez, la résolution dont vous avez besoin et le montant que vous êtes prêt à débourser, vous avez le choix entre au moins cinq méthodes d’impression 3D populaires. Certains sont très similaires, mais certains sont vraiment plutôt fous (ou brillants).

  • Modélisation des dépôts en fusion – La méthode d’impression 3D la plus courante est la modélisation par dépôt de fil fondu (FDM). La matière première de ce processus est une bobine de fil de plastique ou de métal, qui est fondue et placée par la buse de l’imprimante. Il durcit rapidement, puis la couche suivante peut être ajoutée. En ce qui concerne les imprimeurs commerciaux (comme le MakerBot), le FDM utilise toujours du fil plastique (filament) et est généralement appelé « dépôt thermoplastique » en termes simples.
  • Impression jet d’encre — En utilisant des encres spéciales (résines et liants), il est possible de créer un modèle 3D à l’aide d’un appareil très similaire à une imprimante à jet d’encre domestique ou de bureau. Couche après couche de résine et de liant sont ajoutés jusqu’à ce qu’un objet soit créé. C’est le seul processus d’impression 3D qui permet des couleurs personnalisées.
  • Frittage laser sélectif – Le frittage est le processus de création d’objets solides à partir de poudres et, dans le cas du frittage sélectif au laser (SLS), la poudre peut être en métal, en plastique, en céramique ou en verre. Fondamentalement, SLS utilise un laser pulsé pour « dessiner » la section souhaitée. La poudre fusionne, puis le laser forme la couche suivante sur le dessus. Il s’agit d’une méthode très industrielle, car elle nécessite un laser assez puissant.
  • Traitement numérique de la lumière – Avec DLP (oui, la même technologie derrière les projecteurs DLP), une cuve de polymère liquide est transformée en un solide très résistant en l’exposant à la lumière. Une précision/résolution très élevée peut être obtenue avec cette technique – et encore une fois, il s’agit d’une méthode industrielle. La stéréolithographie est similaire à la fabrication DLP, mais beaucoup plus chère.
  • Les autres – Enfin, il existe quelques techniques d’impression 3D qui ne sont pas largement utilisées, mais qui pourraient l’être à l’avenir. La résine peut être durcie à l’aide de LED (similaire à l’approche DLP); La photopolymérisation à 2 photons peut être utilisée pour créer des éléments imprimés en 3D ultra-petits ; la fabrication d’objets laminés utilise des bouts de papier ou de carton collés les uns aux autres qui sont ensuite découpés au laser.
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L’avenir de l’impression 3D

Téléporteur Star TrekNous avons déjà fait allusion à quelques utilisations de l’impression 3D – le prototypage, la fabrication de choses à la maison – mais cela vaut la peine de se plonger dans certaines des choses les plus folles dont l’impression 3D est capable maintenant, et ce dont elle sera capable à l’avenir.

Les imprimantes 3D peuvent être utilisées pour créer des pièces d’avion en titane, des os humains, des machines complexes à l’échelle nanométrique, etc. À l’avenir, il est assez sûr de supposer que nous serons capables de fabriquer presque n’importe quoi avec une imprimante 3D – et tout ce que nous ne pouvons pas faire avec une imprimante (vêtements, textiles), des machines CNC automatisées, ou quelque chose comme ça, sera prendre soin de. En fin de compte, les imprimantes 3D pourraient également être la clé pour réplicateurs de matière, comme dans Star Trek. Il est important de noter que nous disposons déjà d’outils très précis pour créer des modèles 3D d’objets existants ; nous avons la possibilité de scanner une tasse, puis créer une copie exacte à l’aide d’une imprimante 3D.

Finalement, un jour, vous vous approcherez d’une imprimante 3D et direz « faites-moi un iPad », et cela fera de vous un iPad. Si nous pouvons créer des imprimantes 3D avec une résolution de niveau atomique, elles pourraient également inaugurer un autre gadget Star Trek : les téléporteurs. Il y a aussi le fait (plutôt inquiétant ?) que de nombreux imprimeurs commerciaux sont étiquetés comme « autoréplicants », en ce sens qu’ils sont capables d’imprimer leurs propres pièces de rechange. En d’autres termes, si nous donnions à une imprimante 3D une sorte d’intelligence artificielle, qui sait ce que cela donnerait.

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Pour en savoir plus sur l’impression 3D, consultez L’excellent article de Tony Hoffman sur PC Magazine.

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