L’ère du numérique a vu émerger diverses technologies de fabrication parmi lesquelles figure l’impression 3D. Cette méthode hautement performante offre une variété de solutions pour concevoir et fabriquer des objets complexes. Dans cet article, nous vous présentons les principaux types de processus d’impression 3D, leurs avantages et quelques exemples d’applications.
Fused Deposition Modeling (FDM)
Ce procédé consiste à déposer du matériau fondu en couches successives selon un modèle bien précis. Le matériau, généralement un filament plastique, est introduit dans la tête d’impression qui le fait fondre puis le dépose sur la plateforme de construction. Le motif est créé en mouvementant la tête d’impression en trois axes (X, Y et Z).
Avantages et applications
L’avantage principal de la FDM réside dans sa facilité d’utilisation et son coût abordable. En outre, elle permet de créer rapidement des prototypes avec une gamme de matériaux étendue, dont des filaments flexibles ou encore des composites renforcés. La FDM est utilisée dans plusieurs domaines, comme l’aérospatiale, l’automobile, mais aussi pour des projets personnels et artistiques.
Stereolithography (SLA) et Digital Light Processing (DLP)
Stereolithography et Digital Light Processing sont deux techniques similaires basées sur la photopolymérisation d’une résine liquide. Dans le procédé SLA, un laser UV parcourt la surface de la résine en suivant le modèle à réaliser. La résine est solidifiée par couches successives qui adhèrent l’une à l’autre pour former l’objet.
Le processus DLP, quant à lui, utilise un projecteur numérique pour exposer la totalité de la couche de résine aux UV et la durcir. Cela se fait pan par pan, plus rapidement que la méthode précédente.
Avantages et applications
SLA et DLP permettent d’obtenir des objets aux détails très fins et une surface lisse grâce à la petite taille du point de lumière utilisé pour solidifier la résine. Ces deux technologies sont appréciées pour créer des pièces dentaires, des bijoux ou encore des maquettes architecturales. Toutefois, leur coût élevé ainsi que leur utilisation exclusive avec des résines limitent les possibilités de production à grande échelle ou pour des prototypes fonctionnels.
Selective Laser Sintering (SLS) et Selective Laser Melting (SLM)
Les techniques de frittage sélectif par laser (SLS) et de fusion sélective par laser (SLM) sont fondées sur l’utilisation d’un laser pour solidifier un matériau en poudre. Dans le cas du SLS, le laser trace la géométrie de l’objet directement sur la surface de la poudre, qui est superposée couche après couche. Ce procédé ne requiert pas de supports car la poudre non frittée fait office de support pour les parties en surplomb.
La technique SLM fonctionne selon le même principe, à la différence que le laser fond complètement la poudre métallique au lieu de simplement la solidifier partiellement. Le résultat est une pièce aux propriétés mécaniques plus homogènes.
Avantages et applications
SLS et SLM permettent d’imprimer des objets complexes avec des géométries internes difficiles voire impossibles à réaliser par d’autres moyens. Elles sont ainsi prisées pour fabriquer des pièces aéronautiques et automobiles légères, des implants médicaux ou encore des composants électroniques. Leurs inconvénients incluent un coût élevé, la nécessité d’un post-traitement et l’utilisation de matériaux spécifiques.
PolyJet et MultiJet Fusion (MJF)
PolyJet est un procédé qui utilise plusieurs têtes d’impression jetant des gouttelettes de photopolymère liquide sur la plate-forme. Un rayon UV sert ensuite à durcir cet assemblage de photopolymères couche après couche. L’imprimante PolyJet peut également associer différentes résines colorées pour obtenir des objets multicouleurs.
MultiJet Fusion est une technologie développée par HP pour créer des objets imprimés en 3D à partir de poudres plastiques. Ce système projette un agent de fusion sur la surface de poudre puis expose celle-ci à une source de chaleur infrarouge. La poudre sélectionnée est alors fusionnée, créant l’objet couche après couche.
PolyJet et MJF permettent d’imprimer des pièces aux détails très fins avec une grande précision dimensionnelle. La première technique permet également de créer des objets multicouleurs ou combinant différents matériaux. Ces technologies sont utilisées pour produire des prototypes haute résolution, des dispositifs médicaux personnalisés ou encore des pièces fonctionnelles pour les drones et les robots. Cependant, leur coût et la nécessité d’utiliser des matériaux spécifiques peuvent restreindre leurs applications.
En somme, diverses technologies d’impression 3D ont vu le jour depuis l’apparition de cette technique révolutionnaire dans les années 1980. Ces procédés aux caractéristiques variées poursuivent aujourd’hui leur évolution en vue d’améliorer sans cesse leur performance et élargir leurs domaines d’application afin de mieux répondre aux besoins toujours plus exigeants de la société et du marché industriel.
