Fonctionnement d'une imprimante 3D

L'impression 3D, comment ça marche ?

Qu'est ce que l'impression 3D ?

Défintion : L'impression 3D est une technique de fabrication dite additive qui procède par ajout de matière, le plus souvent en plastique, contrairement aux techniques procédant par retrait de matière comme l'usinage. Cette technologie permet de produire des pièces très complexes avec un minimum d'effort.

Source : Futura, "Impression 3D : qu'est-ce que c'est ?"

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Innovation ?

La principale innovation de cette technologie est d'ajouter de la matière au lieu de l'enlever. En effet, avant 1988, les procédés de fabrication étaient principalement soustractive (usinage). C'est-à-dire enlever de la matière pour créer une pièce.

Source : Futura, "Impression 3D : qu'est-ce que c'est ?"

Avantages et inconvénient par rapport à l'usinage.

Inconvénients

Avantage

-Précisions extrême -Faciliter d'usage/accessible -Produit beaucoup moins de déchêts -Moins cher

-Très lent, il faut plusieurs heures voire plusieurs jours pour imprimer une pièce -Pièce très fragiles -Taille limité -Post-traitement

Source : Hybster : "Avantages et inconvénients de l’impression 3D ?"

1er Imprimante 3D

La première imprimante 3D fût comercialisée en 1988, par la société 3D Systems sous le nom de SLA-250.

Source : Fabulous : "L’impression 3D : son histoire pour une révolution en marche"

Démocratisation de l'impression 3D

2009 a été l’année au cours de laquelle le brevet du Dépôt de fil (FDM) est tombé dans le domaine public. Ouvrant la voie à une large vague d’innovations pour les imprimantes 3D, une baisse du prix des imprimantes 3D, et par conséquent, une visibilité accrue.

Source : Sculpteo : "L’histoire de l’impression 3D"

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De nos jours

Depuis quelques années, les imprimantes 3D font partie de notre quotidien. Facile d'accès et d'utilisation, tout le monde peut acheter et se servir d'une imprimante 3D. Grâce à cela, bon nombre de projets peuvent ainsi voir le jour.

Les différent type d'imprimante 3D

Comme vous pouvez vous en doutez, il existe bon nombre d'imprimante 3D différente, chacune aillant ses caractéristiques propres évoluant dans son secteur. Voici une liste non-exhaustive des différents types d'imprimante 3D existante : -Dépôt de fil ou extrusion -Photopolymérisation -Fusion de poudre

Source : Aniwa: "Les technologies d’impression 3D"

Imprimante 3D filament (Extrusion)

Certainement la plus connue et la plus simple des imprimantes 3D, la filament est la plus simple d'usage et la moins chère. Elle permet de réaliser énormément de pièces différentes et est très polyvalente.

Source : Futura, "Impression 3D : qu'est-ce que c'est ?"

Technologie

La technologie d’impression 3D par dépôt de fil fondu, aussi appelée extrusion, utilise du filament plastique comme consommable. Il s’agit de la technique d’impression 3D la plus répandue. Celle-ci se nomme la technologie FDM (Fused Deposition Modeling )

Composants

(PLA, ABS, PETG, Nylon...)

0.4 mm

Source : Playhooky : "Comment fonctionne une imprimante 3D ?"

Principe de fonctionnement

Le principe de fonctionnement est très simple : -Fichier 3D (.stl) -Traitement du fichier (logiciel : chitubox, blender...) -Importation dans l'imprimante (carte SD, USB...) -Lancement L’imprimante 3D dépose le filament fondu par couches successives, les unes sur les autres, pour former l’objet en 3D.

Source : Aniwaa : "Qu’est ce que l’impression 3D ?"

Post traitement

Une fois la pièce imprimée, il faut traiter la pièce avant de pouvoirs s'en servir : -Ponsage -Cheveux d'anges -Supports -Collages

Avantages et inconvénient d'une imprimante filament.

Inconvénients

Avantage

-Grande surface -Faciliter d'usage -Peut chère -Assez rapide -Simple à réparer -Beaucoup de matériaux disponible

-Faible précision, mauvais dans les détails -Compliquer à calibrer

Source : Hybster : "Avantages et inconvénients de l’impression 3D ?"

Imprimante 3D résine (Photopolymérisation)

Moins accessible que la filament, l'imprimante 3D résine représente une petite partie du marché. Au lieu d'utiliser du plastique, on utilise de la résine liquide comme consommable. A l'inverse, on imprime l'objets à l'envers.

Source : Futura, "Impression 3D : qu'est-ce que c'est ?"

Technologies

Un écran LCD masque la lumière du projecteur ; la résine est également solidifiée par couches entières.

un faisceau laser, dirigé à l'aide de miroirs, solidifie la résine point par point.

un projecteur émet une lumière puissante et solidifie la résine couche par couche.

Composants

Ecran+FEP (Fluorinated Ethylene Propylene)

Réservoir

Plateau

Résine

Source : Playhooky : "Comment fonctionne une imprimante 3D ?"

Principe de fonctionnement

-Fichier 3D (.stl) -Traitement du fichier (logiciel : chitubox, blender...) -Importation dans l'imprimante (carte SD, USB...) -Lancement Etapes -Remplir le bac de résine -Déscente du plateau dans le bac de résine -Solidification de la résine couche par couche (temps différents) -Une fois finit, le plateau remonte

Source : Aniwaa : "Qu’est ce que l’impression 3D ?"

Post traitement

Une fois la pièce imprimée, il faut traiter la pièce avant de pouvoirs s'en servir : -Enlever les supports -Nettoyer plateau+pièce (alcool) -Polymérisation (lampe UV) -Ponsage

EPI : -Gants -Lunettes -Masque cartouche

Avantages et inconvénient d'une imprimante Résine.

Inconvénients

Avantage

-très précis, idéal pour la réalisation de figurines ou de petites pièces par exemple -pièce assez solide -facile à régler et à programmer

-imprimante chère - demande des équipements de protection (gants, lunettes, masque) car on manipule des produits chimiques - machine fragile - consommables coûteux (50-150€ le L) -petite surface d'impression

Source : Hybster : "Avantages et inconvénients de l’impression 3D ?"

Imprimante 3D fusion de poudre

Destiné à des professionnels, les imprimantes 3D à fusion de poudre représente une infime partie du marché. Très chère et complexe, celle-ci reste rare et très spécifique. C'est pour ces raisons que je ne m'y attarderais pas dans cet oral.

Source : Futura, "Impression 3D : qu'est-ce que c'est ?"

Quelques exemples

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Conclusion

La technologie ne cessant d'évoluer, il est fort à parier que le marché des imprimantes 3D fleurisse dans les années à venir et qui sait, peut-être que dans un futur proche, nos avions ou bateaux seront réaliser en 3D.