D’un point de vue technologique, les imprimantes 3D font partie des appareils les plus futuristes qui sont à la disposition des hommes aujourd’hui. En outre, grâce aux nombreuses avancées dans ce secteur, ces équipements deviennent chaque année plus faciles à utiliser et plus abordables.
On en retrouve aujourd’hui dans certaines universités, ateliers et même chez des particuliers. Cependant, il convient de souligner que c’est dans le monde professionnel que l’utilisation de ces machines se fait fortement remarquer. En effet, de plus en plus d’entreprises investissent dans ces solutions d’impression pour leurs activités. Focus sur l’importance des imprimantes 3D au sein de ces structures et des techniques les plus utilisées.
Quelle est l’application première des imprimantes 3D ?
Les imprimantes 3D ont à la base été mises au point pour remplacer pas à pas un système de production traditionnel et manuel. Ces appareils sont dans un sens, une alternative pour repenser entièrement le principe derrière la fabrication des prototypes. En découvrant plus en profondeur le fonctionnement d’une imprimante 3D professionnelle, on comprend que ces équipements ont été conçus dans un souci de production. Leur application première est donc tout naturellement tournée vers le monde professionnel afin d’optimiser le processus de fabrication des produits au sein des entreprises.
Quels sont les avantages pour les entreprises ?
Si les sociétés investissent autant dans les imprimantes 3D, c’est en raison des avantages offerts par ces appareils.
De meilleurs coûts de production
Pour produire ou obtenir une pièce, les entreprises ont généralement plusieurs options. Elles peuvent s’adresser à un fabricant traditionnel, concevoir cette pièce à la main par leur équipe ou opter pour l’impression 3D. Dans ce dernier cas de figure, les structures peuvent aussi faire appel à un fournisseur qui dispose d’une imprimante ou décider d’investir dans l’acquisition de cet appareil.
Les structures qui disposent d’une imprimante 3D économisent 3 à 4 fois plus que celles qui contactent des fournisseurs. Pour une pièce, cela pourrait avoir un impact minime, mais pour plusieurs éléments, l’effet se ferait immédiatement ressentir.
Une meilleure gestion du processus de production
En travaillant avec des partenaires chargés de réaliser certaines pièces, les entreprises limitent leur champ d’action. Elles ne peuvent pas disposer des éléments requis quand elles le souhaitent et doivent accorder leur calendrier en fonction de leurs producteurs.
Avoir une imprimante 3D permet de produire plus vite, de passer plus de temps à perfectionner la pièce et d’économiser sur les transports éventuels.
Une qualité, une précision et une polyvalence remarquables
Grâce aux nouvelles techniques et procédés d’impression 3D, le catalogue des objets pouvant être obtenus grâce à ces appareils a considérablement augmenté. Aujourd’hui, il est possible de fabriquer des prothèses, des bijoux et de nombreux éléments qui auraient nécessité des semaines de travail pour une réalisation à la main, contre seulement quelques heures pour une imprimante 3D.
Quels sont les secteurs professionnels les plus touchés ?
Les imprimantes 3D connaissent un succès fulgurant dans de nombreux domaines d’activités. Leur polyvalence et leur efficacité permettent de les retrouver au centre même des innovations et des avancées majeures dans certains secteurs.
L’aéronautique
Certains laboratoires de recherche à l’image de la NASA effectuent des recherches pour envoyer de grandes imprimantes 3D dans l’espace afin d’y concevoir directement des aéronefs. Cela permettrait non seulement de gagner beaucoup de temps dans la production des pièces de ces vaisseaux, mais également de les placer directement en orbite, au lieu d’avoir à les lancer depuis la Terre.
Les imprimantes 3D interviennent également dans la production des prototypes de satellites et de télescopes avant leur fabrication en grandeur nature. Cela permet de réaliser des ajustements pour parfaire ces installations.
L’ingénierie
Les ingénieurs interviennent dans de nombreux domaines d’activité où les imprimantes 3D peuvent apporter rapidité et efficacité. De l’électronique aux automatisations en passant par l’informatique, la mécatronique et le génie civil, les champs d’applications pour ces appareils sont variés. Quelques exemples : des pièces de rechange pour des produits, des échantillons, des prototypes, des pièces prêtes à l’emploi, etc.
L’architecture
Les architectes ont généralement besoin des imprimantes 3D pour concevoir des maquettes de leurs projets avant leur présentation auprès des clients. Pour un professionnel qui fait ses premiers pas dans le milieu, cet équipement ne sera pas un prérequis. Toutefois, pour un artiste très sollicité, cet appareil peut permettre d’économiser de longues heures sur la fabrication des maquettes. À cet effet, il n’est pas non plus nécessaire d’investir dans un grand et coûteux modèle, certains ajustements pouvant toujours être réalisés manuellement une fois le modèle imprimé.
La médecine
L’un des derniers domaines d’application des imprimantes 3D, mais aussi l’un des plus prometteurs. Ces appareils ont un potentiel considérable dans ce secteur dans la mesure où ils permettent de produire des prothèses pour hommes et animaux assez rapidement. La conception est aisée et peut impliquer divers types de matériaux en fonction des résultats recherchés.
Quelles sont les techniques d’impression 3D qu’utilisent les entreprises ?
En milieu professionnel, le travail des imprimantes 3D est considéré comme une fabrication additive, pour faire référence aux dépôts de couches successives qui permettent d’obtenir les objets à fabriquer. En fonction de ces derniers et des matériaux impliqués dans la conception, les techniques d’impression peuvent changer pour obtenir les résultats les plus complexes, sans pour autant modifier le concept de la fabrication par ajout de couches.
La stéréolithographie (SLA)
Les imprimantes qui utilisent cette technique disposent d’une cuve de résine photopolymère. C’est le principal matériau utilisé dans le processus de fabrication. Pour concevoir les objets, la plaque de construction doit s’abaisser afin de délivrer, par petites portions, le liquide polymère jusqu’à l’obtention du modèle transmis à la machine. Au contact de la lumière, la matière se solidifie grâce à la technologie de photopolymérisation. L’objet est ensuite extrait de sa couverture de résine qui se dépose dans le récipient de l’imprimante avant de passer aux étapes d’impression suivantes.
Le digital light processing (DLP)
Le traitement numérique de la lumière ou DLP s’appuie sur le même principe que la SLA en remplaçant le laser UV de l’imprimante par un projecteur doté d’une ampoule rouge inactinique qui a pour objectif d’accélérer le processus de solidification.
Le DLP est souvent utilisé pour concevoir des objets en cuivre ou en argent. Dans un premier temps, il faut concevoir le moule en cire à partir de la forme de l’objet, puis le remplir grâce au métal pour obtenir la pièce désirée.
La technologie SLS
La technologie SLS est une technique d’impression 3D qui permet d’obtenir des objets grâce à un dépôt de couches de poudre fondue. Très utilisé dans les entreprises, ce procédé est privilégié pour concevoir des prototypes très détaillés en plastique ou en alumide. La technique est aussi reconnue sous le nom de frittage sélectif par laser.
Le direct metal laser sintering (DMLS)
Similaire au SLS sur de nombreux points, le DMLS se sert de l’énergie du laser de l’imprimante afin de regrouper la poudre métallique et la faire fondre pour ensuite dessiner l’objet couche après couche en conservant l’intérieur vide. Ce faisant, il est possible de placer d’autres matériaux dans le moule obtenu pour créer d’autres tailles de l’objet à réaliser.
L’electron beam melting (EBM)
La fusion par faisceau d’électrons comme son nom l’indique remplace le laser d’impression par un faisceau d’électrons pour imprimer les objets en métal. Pour ce faire, le faisceau dispose d’une cuve où il fait fondre la poudre métallique afin de la déposer couche par couche. La technique a l’avantage de pouvoir atteindre le point de fusion de n’importe quelle poudre de métal tout en conservant ses caractéristiques au moment de la solidification.
Le selective deposition lamination
Pour réaliser des prototypes, les industriels et les architectes utilisent du papier comme matériau à travers le procédé de laminage par dépôt sélectif. Pour ce faire, différentes couches de papier adhésif sont collées les unes aux autres grâce à un cylindre chauffé. Ensuite, le bloc est découpé grâce à un laser qui descend couche après couche pour former l’objet. Pour obtenir certains détails complexes, un autre cylindre intervient et rajoute les blocs découpés jusqu’à l’obtention du résultat souhaité.
Le binder-jetting
Le binder-jetting est une technique d’impression très populaire dans le monde professionnel grâce aux résultats très détaillés et colorés qu’il permet d’obtenir. Pour imprimer un objet, un cylindre descend dans un premier temps pour déposer une couche compacte de poudre.
En fonction des dimensions à obtenir, l’excès de matériau est poussé vers les bords et récupéré. Les têtes d’impression peuvent ensuite descendre pour appliquer de manière simultanée un liant liquide et les couleurs souhaitées tout en formant la coupe de l’objet désiré.
Le triple-jetting technology
Le tripple-jetting technology est le meilleur procédé d’impression 3D qui existe. Il fonctionne comme le binder-jetting pour façonner les objets et permet de réaliser des impressions très détaillées à partir de 3 matériaux différents. La technique permet également de lier diverses couleurs aux objets pendant leur conception, de manière à obtenir des rendus très précis.
Somme toute, les imprimantes 3D se sont révélées très utiles pour accompagner l’activité de production de certaines structures. Elles ne s’inscrivent pas dans une production intensive et à la chaîne. Elles permettent plutôt de réaliser de premiers essais pour assurer la continuité des projets.