L’impression en trois dimensions

femme robot
Si 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 l’innovation technologique de ce siècle. Chacun s’interroge sur le fonctionnement de ce nouvel appareil et l’influence qu’il pourrait avoir sur notre quotidien.

Nous allons ici tenter de clarifier ce sujet encore flou pour le plus grand monde. Si vous souhaitez approfondir davantage la question, notre menu du haut comporte plusieurs rubriques abordant différents aspects.

L’imprimante 3D, quand la fiction devient réalité

De 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, a aussi été visionnaire avec l’impression 3D. En effet début des années 70, le fameux professeur tournesol invente une étrange 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 qu’un four à micro-ondes et pourtant.

Aujourd’hui la fiction a laissé place à une technologie de pointe bien réelle et dont le procédé détonne tant il diffère de nos méthodes de fabrication actuelles. En effet il s’agit d’une technique totalement novatrice qui consiste à utiliser un fichier informatique appelé CAO (conception assistée par ordinateur) qui sépare l’opération en plusieurs actions. Des couches de matières sont alors superposées à partir des coordonnées transmises par un fichier 3d. En se solidifiant, elle finissent alors 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. A l’instar de celle-ci, elle est également équipée de buses mais à la différence qu’il ne s’agit pas d’encre mais de  plastiques fondu de type ABS ou PLA. Une méthode innovante qui permet d’imprimer en relief des images et de matérialiser ses idées. De la coque d’iphone aux prothèses médicales, le champ d’application est extrêmement large.

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

Cresilas société majeure dans l’impression 3D.

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

Si l’impression tridimensionnelle 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. Ce procédé 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 et sa productibilité. Il s’agit d’un modèle produit en très petite quantité et qui est susceptible de changer souvent de caractéristiques. De ce fait la fabrication d’un prototype comportent des coûts très élevés, la conception d’un moule étant très chère et les mauvaises surprises au démoulage n’étant pas rares. La fabrication additive et précisément la stéréolithographie ou le frittage laser, permettent de réduire ces coûts jusqu’à 10.

Ce procédé dont le principe consiste à superposer de la matière, 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). L’impression tridimensionnelle permet de sortir une pièce d’un seul bloc en supprimant les étapes d’assemblage, d’outillage et la main d’oeuvre nombreuse. Par ailleurs imprimer en 3D nécessite de modeliser la pièce et cette modélisation permet justement de mieux visualiser et d’identifier d’éventuels défauts de conception. Bon nombre d’entreprises ont donc déjà adopté l’imprimante 3D pour économiser sur la conception de leurs modèles et accélérer les délais de production. Tous les secteurs sont concernés, que ce soit aussi bien l’architecture, l’aéronautique, la médecine ou la mode. On peut ainsi citer Renault, qui a usé de ce procédé pour le développement de sa Twizy ou encore Nike avec ses 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. Aujourd’hui presque n’importe qui peut y accéder, aussi bien la petite entreprise que le particulier. Grâce à sa très grande polyvalence il est possible de fabriquer un large éventail d’objets, allant du simple crochet à rideau aux prothèses orthopédiques.

Ce nouvel appareil mi-imprimante mi-robot, est train de bouleverser notre manière de produire. Si avant il fallait s’équiper de plusieurs machines, une seule suffit aujourd’hui 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 on peut produire en flux hyper-tendu, réduisant ainsi le stockage + le transport et par conséquent leurs frais. Dans certains cas, la totalité de cette chaîne devient même 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. A l’avenir on pourrait donc très bien imaginer 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 la technique 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 !

Son arme en plastique.

L’énorme et indéniable avantage de l’impression tridimensionnelle réside dans sa capacité de personnalisation. Elle permet 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 s’adaptant 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 y apporter ses modification selon ses envies. Certaines plateformes de services en ligne telles que Sculpteo propose par exemple 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 par exemple propose des imprimantes entre 1200€ et 3900€. De son côté Pirate3D va lancer Buccaneer, un modèle proposé à seulement 349€, donc plus abordable pour le grand public. Concernant le coût des modèles professionnels, les prix sont extrêmement variables. Ces derniers allant de 10000 € à plusieurs centaines de milliers d’euros pour les machines les plus perfectionnées. A l’instar des écrans plats qui étaient prohibitifs il y a 10 ans, l’imprimante 3D devient donc avec le temps 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, à l’avenir 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 customisation de ses propres objets. Une révolution est en marche, saurez-vous en profiter ?