L’impression en trois dimensions

Fabrication d'objets grâce à l'imprimante 3DSi pendant longtemps scientifiques et particuliers ont rêvé d’une machine capable de dupliquer n’importe quel objet, ce fantasme est aujourd’hui une réalité. Cette technologie de fabrication en trois dimensions appelée imprimante 3D, est une technique de fabrication révolutionnaire. Ce procédé jusqu’alors limité aux industriels sous la forme de grosses machines pour du prototypage rapide, s’apprête désormais à rentrer dans nos foyers avec des capacités de reproduction quasi illimitées. L’impression 3D est sûrement la plus incroyable innovation technologique de ce siècle. Chacun s’interroge sur le fonctionnement de ce nouvel appareil, et sur son influence prochaine sur notre quotidien.

Nous allons ici tenter d’y voir un peu plus clair sur ce sujet encore flou pour le plus grand nombre. Pour qui souhaiterait approfondir davantage le sujet cliquez sur la rubrique concernée dans notre menu du haut.

L’imprimante 3D, quand la fiction devient réalité

mode d'emploi sur la reprographie en relief

A l’instar de sa fusée dans « On a marche sur la lune » qui à l’époque n’existait pas encore, Hergé le célèbre auteur de Tintin, fut de la même manière visionnaire avec l’impression tridimensionnelle. En effet, nous sommes au début des années 70 et l’un de ses personnages, le professeur tournesol invente une machine à dupliquer. Une sorte de photocopieuse i-tech capable de reproduire la copie conforme de n’importe quel objet en 3D. Une invention qui paraissait à l’époque à ses lecteurs, aussi futuriste et improbable que la voiture électrique ou le four à micro-ondes, et pourtant…

Aujourd’hui il n’est plus question de fiction, cette technologie de pointe est bien réelle et son procédé détonne tant il diffère de nos méthodes de fabrication actuelles. En effet, cette technique de production totalement novatrice consiste en fait à utiliser un fichier informatique appelé CAO (Conception assistée par ordinateur) qui sépare l’opération en plusieurs actions, avec des couches que l’on dépose les unes sur les autres qui en se solidifiant finissent par donner forme à l’objet. Cet appareil doit son nom au mécanisme utilisé qui est finalement assez proche d’une imprimante classique à papier, avec les mêmes buses, sauf qu’il ne s’agit pas d’encre mais des matières telles que du plastique fondu, de la poudre de polyamide, ou encore de la résine. Une méthode innovante qui permet d’imprimer en relief des images et de matérialiser ses idées. De la coque d’iphone au gâteau en passant par des vêtements ou encore des prothèses, le champ d’application est extrêmement large…

L’impression 3D, la 3ème révolution industrielle ?

Cresilas fait partie des sociétés majeures dans l'impression 3D

L’Objet 500 Connex3, la dernière née de Stratasys. Un modèle professionnel multicouleurs et multimatériaux.

Si l’impression 3D suscite autant d’intérêt et d’émulation, c’est pour sa capacité à changer radicalement notre manière de produire. Une méthode de fabrication qui pourrait bouleverser notre industrie à l’instar du fordisme ou du taylorisme. Cette technologie qui a fait son apparition dans les années 80 a acquis ses lettres de noblesse en permettant un prototypage rapide. Un prototype est la première version d’un produit, celui-ci permet de tester et de valider ses fonctions, ses capacités, sa productibilité. Il s’agit d’un modèle produit en très petite quantité et qui de surcroît est susceptible de changer souvent de caractéristiques. De ce fait les coûts de fabrication d’un prototype sont très élevés, la conception d’un moule coûte très cher et les mauvaises surprises au démoulage ne sont pas rares… La fabrication additive et plus précisément la stéréolithographie ou le frittage laser, permettent de réduire jusqu’à 10 ces coûts.

des gadgets fabriqués avec un programme open source

Ce procédé dont le principe est de superposer des couches de matières, s’oppose clairement aux techniques traditionnelles de fabrication qui consistent à l’inverse à soustraire de la matière (par fraisage, forage…) ou à la déformer (moulage) pour donner forme à l’objet. Cette technique offre ainsi l’avantage de sortir une pièce d’un seul bloc en supprimant les étapes d’assemblage, d’outillage et la main d’oeuvre nombreuse habituellement nécessaire. De plus imprimer en 3D nécessite de modeliser la pièce et cette modélisation permet justement de mieux visualiser et identifier les éventuels défauts de conception. Bon nombre d’entreprises ont donc adopté déjà adopté l’imprimante 3D pour économiser sur la conception de leurs modèles et accélérer le délai de fabrication. Tous les secteurs sont concernés, que ce soit aussi bien l’architecture, l’aéronautique, la médecine, la mode ou l’industrie lourde… On peut ainsi citer Renault par exemple qui a usé de cette technologie pour le développement de sa Twizy, le designer Jean-Baptiste Pontecorvo pour sa Villa Teo ou encore Nike pour ses chaussures Vapor Carbon Elite.

Vers une production de masse

Depuis quelques années l’impression 3D a évolué. Avec l’expiration des brevets et la baisse de coût de ses machines, celle-ci s’est tournée vers la fabrication de biens de consommation. Désormais presque n’importe qui a accès à cette technologie, que ce soit aussi bien les petites entreprises que les particuliers. Celle-ci offre de surcroît une très grande polyvalence, il est possible de fabriquer un large éventail d’objets. Cela va du simple crochet à rideau aux prothèses orthopédiques en passant par bijoux ou des figurines.

Ce nouvel appareil mi-imprimante mi-robot, est train de bouleverser notre manière de produire. Il n’est plus nécessaire de disposer de plusieurs machines, une seule peut désormais suffire à produire une grande diversité d’objets sur des petites et moyennes séries. Cela réduit donc les coûts de production grâce au nombre réduit de machines et à l’assemblage qui s’en retrouve simplifié voir même inexistant. L’imprimante 3D remet totalement en cause le concept même de chaîne de production et de logistique. Avec elle il est désormais possible de produire en flux hyper-tendu, réduisant ainsi le stockage + le transport et par conséquent leurs frais. Dans certains cas même, la totalité de cette chaîne devient obsolète. En effet les possesseurs d’imprimantes 3D n’ont qu’à concevoir ou récupérer un fichier 3D pour fabriquer leurs propres objets, occultant ainsi toute cette chaîne. On peut de ce fait très bien imaginer à l’avenir, des industriels ne vendant plus leurs produits en grande surface mais leurs fichiers numériques directement aux clients se passant ainsi de toute la logistique traditionnelle. Pour autant cette technologie en est encore à ses balbutiements pour ce type de production seul l’avenir nous dira si elle saura s’adapter au marché de masse.

Des produits sur-mesure !

concevoir une arme avec de la matière plastique

L’énorme et indéniable avantage de cette technologie réside dans sa capacité de personnalisation. Celle-ci permet en effet de produire des objets uniques très facilement et à moindre coût. Particuliers, ingénieurs ou encore designers ont désormais la possibilité de créer autrement grâce à la polyvalence et au niveau de créativité offert par ce procédé. Une interaction différente avec le consommateur est en train de se dessiner car permettant de s’adapter plus facilement à ses demandes et à ses goûts. Le designer ou l’industriel peut désormais proposer (comme cela se fait sur certaines plateformes) le fichier 3D d’un objet et le consommateur peut selon ses envies apporter ses modifications à l’objet. Ainsi il est possible de modifier par exemple la couleur d’un vase ou la forme de sa anse. Certaines plateformes telles que Sculpteo propose d’imprimer et de personnaliser votre coque de téléphone portable. Vous pouvez y imprimer votre propre visage ou même le relief d’un paysage…

A quel prix ?

montant d'un appareil reprap

Concernant le coût de ce concentré de technologie, il est de moins en mois prohibitif. Pour les imprimantes 3D personnelles, les marques Makerbot et 3D Systems propose des imprimantes entre 1200€ et 3900€ et Pirate3D va lancer Buccaneer, un modèle proposé à seulement 349€, un produit par conséquent plus abordable pour le grand public. Concernant le coût des modèles professionnels, les prix sont extrêmement variables allant de 10000 € à plusieurs centaines de milliers d’euros pour les machines les plus perfectionnées. A l’instar par exemple des écrans plats qui étaient prohibitifs il y a 10 ans, l’imprimante 3D devient donc de plus en plus accessible aussi bien en terme de coût que de fonctionnement. Vous l’aurez donc compris, nous sommes à l’aube d’une utilisation domestique… Qui sait, dans les prochaines années cette machine deviendra peut être aussi banale que votre robot ménager ou votre ordinateur. Du matériel i-tech désormais disponible et adapté au particulier pour la fabrication et la customization de ses propres objets. Une révolution est en marche, saurez-vous en profiter ?