Pièces en Impression 3D 3DEXPERIENCE Make

Impression 3D - Procédé additif

Découvrez ce qu'est le procédé de fabrication l'impression 3D ou le procédé additif, comment cela fonctionne et ses usages dans l'industrie.

L'impression 3D, c'est quoi ?

L’impression 3D est une méthode de fabrication qui consiste à déposer des couches de matériau les unes sur les autres. Lorsqu’elle est utilisée à l’échelle industrielle, l’impression 3D est appelée fabrication additive (FA), par opposition aux procédés de fabrication soustractive traditionnels comme le fraisage CNC.

Cette technologie, inventée au début des années 1980, existe depuis environ quatre décennies. Alors que l’impression 3D apparaissait, au départ, comme une méthode de fabrication lente et coûteuse, elle est aujourd’hui plus rapide et abordable que jamais.

 

Impression 3D : comment ça marche ?

Un modèle 3D est d’abord découpé en centaines, voire milliers de fines couches horizontales par un logiciel dédié (« slicer »), pour ensuite être exporté en format G-code. Ce format d’impression 3D est un langage permettant à l’imprimante 3D de savoir où et quand déposer du matériau.

Chaque couche correspond à la forme 2D exacte de l’objet à ses différents niveaux de hauteur. Par exemple, en imprimant une pyramide en 3D, la première couche (à la base de la pyramide) serait un carré plat, et la dernière (à la pointe de la pyramide) serait simplement un point.

Les couches sont imprimées en 3D l’une sur et après l’autre jusqu’à ce que l’objet soit terminé.

 

Les principales technologies d’impression 3D

Il existe plusieurs moyens d’imprimer des objets en 3D. Les principaux procédés ou technologies d’impression 3D disponibles aujourd’hui sont les suivants :
 

  • FFF (fabrication par dépôt de fil fondu) or FDM (« fused deposition modeling »), avec des bobines de filament plastique comme consommables 
  • SLA (stéréolithographie), où un laser ou projecteur de lumière photopolymérise (solidifie) de la résine
  • Fusion ou frittage de poudre (PBF, SLS, SMS…), des méthodes où des particules de matériau plastique ou métal sont fusionnées grâce à de puissants lasers
  • Jet de matière (« material jetting » ou « binder jetting »), lorsque de microscopiques gouttes de matériau ou d’agent liant sont déposées sur un lit de poudre

Ces technologies d’impression 3D possèdent chacune leurs forces et limites, et sont adaptées à différents types d’industries et de cas d’utilisation.

 

Pourquoi opter pour l’impression 3D ?

L’impression 3D offre de nombreux avantages. Sa principale valeur ajoutée réside dans sa capacité à imprimer des géométries très complexes qui resteraient impossibles à réaliser avec des méthodes de fabrication traditionnelles comme le moulage par injection.

Autre facette importante de la fabrication additive : la rapidité. Malgré le fait que l’impression 3D d’un objet puisse prendre plusieurs heures, voire jours, le processus de fabrication de prototypes par la voie de méthodes classiques demeure bien plus long.

Le prototypage rapide reste, en effet, l’une des utilisations professionnelles de l’impression 3D les plus répandues. Les prototypes peuvent être produits dans des délais très courts, avec l’avantage de pouvoir rapidement améliorer les modèles et d’imprimer chaque version.

Cette technologie offre également de nombreuses possibilités au niveau des matériaux employés.

 

Que peut-on imprimer en 3D ?

Il est possible d’imprimer en 3D avec presque n’importe quel matériau. Les matériaux d’impression 3D les plus courants sont à base de plastique, allant du PLA standard aux polymères haute performance tels que le PEEK ou le PEI, et bien d’autres encore. Il est même possible de renforcer les thermoplastiques avec de la fibre de carbone ou de la fibre de verre.


Certaines niches voient également le jour depuis quelques années. Les scientifiques et chercheurs explorent la bio-impression 3D, les restaurateurs se lancent dans l’impression 3D alimentaire, et le secteur du BTP adopte l’impression 3D de ciment.

À quoi peut servir l’impression 3D ?

Pour le grand public, l’impression 3D peut être utilisée pour créer des objets ménagers, des figurines, gadgets personnalisés, et autres usages ludiques ou pratiques. Cependant, la fabrication additive (FA) présente les avantages les plus probants dans des environnements professionnels.

Grâce à la variété des technologies de fabrication additive disponibles aujourd’hui et à la diversité des matériaux d’impression 3D compatibles, les cas d’utilisation semblent infinis.

Prototypage rapide

Le prototypage rapide est une utilisation très courante pour l’impression 3D dans le monde professionnel. Il s’agit de modéliser des prototypes et de pouvoir les imprimer en 3D sans plus attendre.

L’une des démonstrations les plus probantes de cette capacité a récemment eu lieu, lors de la crise sanitaire globale du nouveau coronavirus. Respirateurs, visières, et autres dispositifs médicaux ont été en quelques jours puis produit par milliers au fil des semaines.

Les modèles 3D de ces dispositifs ont pu continuellement être améliorés selon les retours du personnel médical et des chercheurs. Cette réaction immédiate se trouva très efficace dans la lutte contre le virus et illustre parfaitement le potentiel, l’adaptabilité et la rapidité (en ce qui concerne le délai de mise sur le marché) qu’offre la fabrication additive.

On peut appliquer ces avantages à des situations plus ordinaires dans de nombreuses industries : aéronautique, automobile, éducation, médical et bien plus encore.

Pièces finies

Après un passage par quelques étapes de post-traitement (dissolution des structures de support, lissage des surfaces, etc.), les pièces imprimées en 3D rivalisent avec celles produites de manière classique.

Plusieurs constructeurs automobiles, par exemple, utilisent la fabrication additive pour manufacturer des éléments présents dans d’habitacle ou mécaniques. C’est également le cas dans l’aérospatial, où l’optimisation de poids demeure essentielle. Certaines techniques d’impression 3D permettent d’augmenter la résistance des pièces à des endroits critiques tout en employant des matériaux plus légers.

Néanmoins, il existe des obstacles à surmonter pour que l’impression 3D devienne viable pour les pièces d’utilisation finale. Les pièces doivent être certifiées, plus particulièrement dans les industries hautement régulées comme l’aéronautique. Afin d’obtenir les certifications, chacune doit être identique et répondre à une panoplie de critères stricts, ce qui requiert des imprimantes 3D précises et des processus et matériaux standardisés.

Outillage

L’outillage représente une autre utilisation importante de l’impression 3D. Les outils, gabarits et aides au montage peuvent être produits rapidement sur place, sans que la chaîne de production ne soit freinée par l’absence de matériel.

Cela permet également au personnel d’adapter leurs outils et appareils à tout objet ou pièce sur lesquels ils travaillent, et pas l’inverse.

Avec les méthodes traditionnelles comme le moulage par injection, il faut attendre plusieurs semaines et/ou disposer d’un budget conséquent pour obtenir un outil sur mesure. La fabrication additive n’est pas forcément meilleure que les méthodes classiques pour chaque cas d’utilisation, mais elle est souvent plus rapide et abordable.

Personnalisation de masse

La production de masse présente l’avantage significatif d’engendrer des économies d’échelle, mais chaque pièce réalisée reste identique.

De son côté, la fabrication additive est en train de permettre aux marques de produire des objets personnalisés en volume. Il est en effet possible d’imprimer plusieurs versions d’un modèle au sein d’une même série d’impressions, tandis que le moulage par injection est limité à un seul moule, par exemple.

Comment fonctionne une imprimante 3D ?

Les imprimantes 3D sont capables de reproduire des objets en 3D tout comme les imprimantes 2D ordinaires peuvent imprimer du texte ou des images sur papier. Au lieu qu’il n’y ait qu’une seule couche (la feuille de papier), il y a des centaines ou milliers de couches empilées les unes sur les autres.

Un modèle 3D doit cependant être préparé avant toute impression. Il est possible de concevoir ses propres modèles 3D avec un logiciel CAO comme SOLIDWORKS ou d’en télécharger en ligne.

Une fois que le modèle 3D est prêt ou choisi, il doit être découpé et converti en un format d’impression 3D grâce à un type de logiciel dédié appelé « slicer ».

L’objet peut ensuite être imprimé en 3D. De nombreuses méthodes existent, mais les principales technologies utilisées sont les suivantes :

  • Dépôt de filament fondu (FFF, FDM)
  • Stéréolithographie (SLA)
  • Frittage et fusion de poudre
  • Pulvérisation de matière

Les fabricants d’imprimantes 3D utilisent souvent leurs propres acronymes, qui peuvent prêter à confusion, mais ils peuvent quasiment tous être classés sous les quatre catégories listées ci-dessus. 

Dépôt de filament fondu (FFF, FDM)

Lorsque l’on explique ce qu’est l’impression 3D, on a tendance à illustrer les méthodes d’impression 3D à base de dépôt de fil fondu, car c’est la technologie la plus couramment utilisée et l’une des plus faciles à comprendre.

Une imprimante 3D FFF (ou FDM, Fused Deposition Modeling) dessine une couche de plastique fondu sur son lit ou plateau d’impression. Le filament est chauffé au sein de ce que l’on appelle l’extrudeur, qui pousse le plastique fondu à travers la buse.

Stéréolithographie (SLA)

La stéréolithographie est une technique d’impression 3D qui utilise de la résine photosensible comme consommable. Un laser ou une source de lumière vient solidifier la résine.

Le processus de solidification est connu sous le nom de photopolymérisation, et il peut se faire de plusieurs manières :

  • SLA laser : un faisceau laser polymérise la résine point par point, couche après couche.
  • DLP (Digital Light Processing) : un projecteur émet de lumière qui est redirigée précisément vers la résine grâce à un système de miroirs.
  • MSLA (Stéréolithographie masquée) : un appareil projette de la lumière qui est sélectivement masquée par un écran LCD.

Les imprimantes 3D résine sont capables d’imprimer des couches bien plus fines que les imprimantes 3D FFF, offrant un niveau de détail beaucoup plus élevé. Ces machines sont souvent utilisées par les dentistes et joailliers, par exemple.

PBF (Frittage ou fusion sur lit de poudre)

Il existe un grand nombre de méthodes d’impression à base de frittage ou fusion de poudre, les plus communes étant les technologies SLM (Selective Laser Melting) et SLS (Selective Laser Sintering).

Une puissante source laser est dirigée sur un lit de matériau d’impression 3D en poudre. La chaleur émise par le laser fait fusionner ou fondre les particules de matériau entre elles.

Ces techniques sont souvent utilisées pour imprimer du métal, mais sont également compatibles avec certains plastiques comme le nylon.

Projection de matière

 

Les imprimantes 3D à pulvérisation de matière sont celles qui ressemblent le plus aux imprimantes papier ordinaires. Elles sont équipées de centaines de petites buses qui déposent de l’encre sur une couche de poudre.

Soit l’encre est le matériau à imprimer, soit l’encre est un agent liant (un liquide collant) qui est déposé sur le matériau à imprimer.

The 3D Printing Industry Ecosystem

L’industrie de l’impression 3D englobe bien plus que les imprimantes 3D et leurs fabricants. Elle est animée par une variété d’autres acteurs clés qui, bien que souvent méconnus ou sous-estimés, sont essentiels à l’essor de la fabrication additive.

Les fabricants d’imprimantes 3D cohabitent avec les fournisseurs de matériaux d’impression 3D, les éditeurs de logiciels dédiés, les fabricants de machines de post-traitement, et les prestataires de services de fabrication.

Il existe également une panoplie de médias et organisateurs d’événements qui contribuent largement à l’évolution du marché, bien que ce ne soit pas le sujet de cet article.

 

Fabricants d’imprimantes 3D

De toute évidence, l’impression 3D n’existerait pas sans les machines qui font le travail et les entreprises qui les produisent. Comme dans la plupart des secteurs, il existe de grands leaders multinationaux comme 3D Systems, des start-ups multimillionnaires comme Desktop Metal, et des petites et moyennes entreprises.

La concurrence est intense, se traduisant heureusement par des technologies qui évoluent très rapidement et par des prix en baisse. Aujourd’hui, les imprimantes 3D les moins chères sont disponibles pour quelques centaines d’euros, bien qu’elles ne soient évidemment pas aussi performantes que les machines professionnelles et industrielles.

 

Fournisseurs de matériaux d’impression 3D

Pour imprimer, les imprimantes 3D ont besoin de consommables. Ces consommables sont disponibles dans différents formats : filament, résine, poudre, encre spéciale…

Il existe également un large choix de matériaux d’impression 3D, dont des dizaines de thermoplastiques et de métaux, et même du béton.

La plupart des fabricants d’imprimantes 3D vendent leurs propres consommables, qui peuvent ou non être des produits renommés venant de grands groupes chimiques comme Arkema. Certaines marques sont spécialisées uniquement dans la fabrication et la vente de matériaux d’impression 3D.

 

Éditeurs de logiciels

Les logiciels sont une autre facette importante de l’écosystème de la fabrication additive. Les premiers types de logiciels pour impression 3D qui viennent à l’esprit, ce sont les suites CAO comme SOLIDWORKS, et les « slicers », qui préparent les modèles 3D à l’impression.

Il existe également des solutions pour gérer des parcs d’imprimantes 3D. Ce genre de logiciel est généralement développé en interne par le fabricant d’imprimantes 3D en question.

Pour les chaînes de production entières, des solutions plus complexes doivent être implémentées. Il s’agit de logiciels de pilotage de production (MES, Manufacturing Execution Systems en anglais) qui suivent et contrôlent chaque pièce, du début de l’impression jusqu’aux étapes de post-traitement.

 

Fabricants de machines de post-traitement

Le post-traitement est peut-être la dimension la plus méconnue de l’impression 3D. Paradoxalement, les pièces imprimées en 3D doivent presque toujours subir au moins une forme de post-traitement avant d’être utilisées.

Ce terme général regroupe plusieurs étapes et techniques de post-traitement, allant du retrait de supports et du dépoudrage à la finition de surface et à la colorisation des pièces. 

Certains fabricants d’imprimantes 3D proposent des solutions spécifiques avec leurs imprimantes 3D, mais il existe aussi un certain nombre d’entreprises spécialisées dans la conception de machines de post-traitement.

 

Prestataires de service de fabrication additive

Pour les entreprises n’ayant pas forcément les fonds nécessaires à l’acquisition d’une imprimante, ou le temps et l’espace à y consacrer, les services d’impression 3D sont une aubaine. Il existe littéralement des centaines de prestataires d’impression 3D dans le monde entier.

Ils permettent aux utilisateurs de télécharger leur modèle et de le faire imprimer en choisissant une certaine technologie ou matériau d’impression 3D, bénéficiant au passage de l’expérience du fournisseur et de ses imprimantes 3D de haute qualité.

Les principaux matériaux pour l’impression 3D

Aujourd’hui, de nombreux matériaux d’impression 3D se prêtent aux diverses technologies d’impression 3D. Allant des thermoplastiques aux métaux et céramiques, et des aliments aux cellules vivantes et au béton, tout (ou presque) est possible.

Thermoplastiques

Le matériau d’impression 3D le plus courant reste le plastique. Les thermoplastiques peuvent être classés en trois catégories principales :

  • Standard 
  • Performance
  • Haute performance

Les thermoplastiques standard sont souvent utilisés par les amateurs et les professionnels. On parle notamment du PLA et de l’ABS, qui sont plutôt faciles à imprimer en 3D.

Les plastiques plus techniques, dits d’ingénierie ou de performance, à l’image du nylon ou du PETG, sont plus délicats à imprimer. Ils requièrent des températures d’extrusion plus élevées et, généralement, une imprimante à châssis fermé pour protéger des courants d’air ou des changements de température.

Les polymères haute performance comme le PEEK sont privilégiés lorsque les pièces doivent résister à des températures élevées, aux produits chimiques, à l’humidité, et autres conditions difficiles. Ces matériaux d’impression 3D demeurent coûteux, complexes à imprimer et nécessitent l’utilisation d’une imprimante 3D à haute température.

 

Matériaux d’impression 3D composites

Pour bénéficier des divers avantages offerts par différents types de matériaux, on peut choisir d’imprimer un mélange de deux ou plusieurs matériaux qui forment un matériau composite.

Les matériaux composites peuvent comprendre des matériaux basiques comme le PLA-bois, mais aussi des matériaux très solides et résistants comme le Nylon chargé en fibres de carbone. Avec le bon équipement, on peut même déposer de la fibre continue directement pendant le processus d’impression 3D.

 

Métaux et céramiques

Au sein de l’écosystème de l’impression 3D, de plus en plus de fabricants développent des solutions pour l’impression 3D des métaux et des céramiques.

La plupart de ces solutions sont des machines de fabrication additive industrielles très chères qui produisent des pièces vertes nécessitant du post-traitement (déliantage, frittage…) avant utilisation.

 

Impression 3D de béton

L’impression 3D pour le secteur de la construction gagne également du terrain grâce à des mélanges de béton spéciaux qui s’utilisent pour imprimer des fondations de maison, des ponts, des sculptures et autres structures.

 

Bio-impression 3D

L’impression 3D d’organes humains n’est pas encore tout à fait réalisable, du moins en ce qui concerne les réelles transplantations. Toutefois,, la bio-impression 3D permet déjà d’imprimer une variété de cellules vivantes.

Ces cellules sont généralement contenues dans des hydrogels qui peuvent être extrudés à basse température pour faire pousser de la peau ou du cartilage, par exemple.

 

Impression 3D alimentaire

Pour le moment, les possibilités en matière d’impression 3D alimentaire sont limitées. Afin d’être imprimé, un aliment doit être sous forme de pâte à extruder.

C’est pourquoi la forme la plus commune d’impression 3D alimentaire aujourd’hui est l’impression 3D de chocolat, facile à ramollir et extruder. Néanmoins, cela reste une tâche difficile, car le goût du chocolat est altéré lorsqu’il est exposé aux changements de température importants. 

Il est ainsi essentiel de trouver le parfait compromis entre chaleur, pour pouvoir l’extruder, et froid, pour que les couches puissent se durcir et tenir l’une sur l’autre.

Ce ne sont là que les principaux matériaux d’impression 3D disponibles, et ils nécessitent tous différents types d’imprimantes 3D. Ainsi, les entreprises font souvent appel aux fournisseurs de services d’impression 3D.

Les formats d’impression 3D

Il est important de faire la distinction entre les formats de fichiers 3D et les fichiers imprimables en 3D. Les modèles 3D, ou jumeaux numériques doivent être dans un format qui peut être converti ultérieurement en un format 3D imprimable.

 

Formats de fichiers 3D

Il existe des dizaines de formats de fichiers 3D en raison de la grande quantité de logiciels 3D disponibles. Certains sont spécifiques à certains cas d’utilisation, tandis que d’autres sont des formats relativement standard, comme ceux que nous énumérons ci-dessous.

Le choix du bon format dépendra de la technologie d’impression 3D utilisée ainsi que du matériau d’impression 3D.

STL 

STL est le format de fichier le plus courant pour l’impression 3D aujourd’hui. C’est d’ailleurs le premier format de fichier à avoir été spécialement inventé pour l’impression 3D. STL signifie Stéréolithographie, qui a également été la première technologie d’impression 3D au monde.

Ce type de fichier d’impression 3D comporte la forme 3D d’un objet en tant que bloc solide de milliers de petits triangles, formant ce qui est appelé un « mesh » ou maillage. Il est idéal pour les impressions 3D d’une seule couleur ou matériau.

OBJ 

Le format open source OBJ (OBJ pour objet) gagne en popularité grâce à ses capacités multicolores. 

Avec la multiplication des imprimantes 3D couleur proposées sur le marché, les fichiers OBJ pourraient bientôt détrôner le format STL. Cependant, le nombre de solutions logicielles permettant d’éditer ou de réparer les fichiers OBJ est limité.

AMF

AMF est un acronyme pour Additive Manufacturing File, et s’appelait autrefois STL 2.0, car il a été créé pour remplacer progressivement les fichiers STL lourds et monocolores. Il stocke une variété de propriétés, y compris l’objet 3D lui-même, les couleurs (alias textures), les matériaux et les métadonnées.

Alors que le format de fichier STL n’utilise que des triangles plats ordinaires, le fichier AMF peut utiliser des courbes. Seules quelques suites logicielles, dont SOLIDWORKS, sont capables de prendre en charge ce type de fichier.

3MF

3MF est l’abréviation de 3D Manufacturing Format. Ce format d’impression 3D a été développé par Microsoft en collaboration avec certaines leaders de l’industrie de l’impression 3D, notamment Dassault Systèmes, 3D Systems, Stratasys, Materialise, et autres grandes marques. 

Leur objectif avec le 3MF est de fournir une solide alternative aux fichiers STL, à l’instar du format AMF, tout en conservant un format simple, léger, complet et — élément important — libre d’exploitation. 

En effet, pour que l’extension de fichier 3MF soit largement adoptée, elle doit être open source et permettre à tous les développeurs d’intégrer librement ce type de fichier 3D à leur logiciel.

 

Fichier imprimable en 3D : le G-Code

Les formats de fichiers 3D mentionnés précédemment doivent être convertis en un type de fichier que les imprimantes 3D peuvent lire. Aujourd’hui, le format G-code domine largement le marché.

Les fichiers STL, OBJ, AMF, 3MF et autres fichiers 3D sont découpés en centaines ou en milliers de couches, avec des informations sur le lieu de départ de la tête d’impression, où elle doit s’arrêter, la vitesse de dépôt du matériau, endroits où il faut changer de couleur (non applicable aux fichiers STL), etc. Cela fait partie du fonctionnement des imprimantes 3D.

Le format d’impression 3D G-Code fonctionne également pour d’autres types de machines commandées par ordinateur, comme les lasers et graveurs CNC.

Les tendances de l’impression 3D pour les applications industrielles

Alors que l’impression 3D apparaissait autrefois comme une tendance dans sa globalité, il en émerge, aujourd’hui, plusieurs domaines spécifiques qui deviennent des mouvements à leur tour.

Nous survolons ici quelques-unes des principaux mouvements de l’industrie de l’impression 3D.

Des matériaux toujours plus performants

Dans les applications industrielles, les utilisateurs recherchent des matériaux d’impression 3D aux propriétés mécaniques de plus en plus avancées. On remarque notamment trois marchés de niche où de nombreux fabricants de matériel et de matériaux concentrent leurs efforts.

 

Métaux

L’impression 3D de métal n’est pas une nouveauté, mais gagne énormément en popularité ces derniers temps. La concurrence reste rude, avec des fabricants s’efforçant de se démarquer et de répondre à une demande tout aussi forte.

Le choix s’élargit tant au niveau des imprimantes et métaux d’impression 3D que celui des services d’impression 3D métal.

 

Matériaux composites et impression de fibre continue

L’intérêt principal de l’impression composite 3D réside dans la possibilité de combiner les propriétés de deux matériaux différents. Généralement, du filament plastique, par exemple en nylon ou en PEEK, est chargé avec de minuscules fibres de carbone pour plus de solidité et de résistance.

On distingue également l’impression 3D de fibre continue, qui est d’un calibre supérieur. En résumé, les pièces sont renforcées par des brins continus de fibres — souvent de carbone ou de verre — pendant le processus d’impression 3D. Cela permet de renforcer les points faibles connus d’une pièce et d’optimiser davantage son poids.

 

Matériaux haute performance : PEEK, PEKK et PEI

Les matériaux PEEK, PEI, PEKK et autres dérivés du PAEK sont considérés comme des matériaux à haute performance. Ils offrent en effet une remarquable résistance aux températures élevées, aux produits chimiques, à l’humidité et à d’autres conditions plus ou moins extrêmes.

Il faut toutefois disposer d’une imprimante 3D à haute température afin de pouvoir imprimer ces matériaux.

Tandis que, il y a quelques années, seule une poignée de telles solutions existait, on peut aujourd’hui en dénombrer des dizaines. Leurs températures maximales sont régulièrement revues à la hausse, et les prix sont parallèlement en baisse.

 

Post-traitement, face cachée de l’impression 3D

Le post-traitement des pièces imprimées en 3D demeure un processus chronophage, que ce soit pour enlever les structures de support, dépoudrer les pièces, ou pour appliquer des finitions.

Auparavant, puisque l’impression 3D était principalement utilisée pour des pièces uniques occasionnelles ou pour de petites séries de production, le post-traitement ne représentait pas un goulot d’étranglement aussi important qu’aujourd’hui. 

À mesure que les entreprises augmentent leur production d’impression 3D et diversifient les cas d’utilisation de cette technologie, la demande de solutions de post-traitement efficaces et automatisées se trouve en plein essor.

 

Logiciels et automatisation

Pour devenir une méthode de fabrication à grande échelle, l’impression 3D doit s’effectuer de manière rapide et automatisée.

Cela commence dès la toute première étape de préparation des fichiers, où les logiciels peuvent automatiquement réparer les modèles 3D et les placer de manière à optimiser l’espace disponible sur le plateau d’impression. 

Ensuite, la manutention et le chargement des matériaux peuvent également être automatisés. Les systèmes de fabrication additive industriels sont souvent dotés d’importants réservoirs afin de pouvoir produire pendant plusieurs jours d’affilée.

Dans les usines de fabrication additive et parcs d’imprimantes 3D, on peut même automatiser le retrait des impressions, avec un mélange de tapis roulants et de bras robotisés. Les pièces sont acheminées vers différentes machines de post-traitement avant d’être prêtes à être utilisées ou expédiées.

De tels sites sont typiquement gérés par de complexes logiciels de pilotage de la production (Manufacturing Execution System en anglais). Les fabricants d’imprimantes 3D industrielles se concentrent de plus en plus sur ces possibilités et capacités d’automatisation.

 

Service d’impression 3D : comment faire le bon choix ?

Avant de choisir un service d’impression 3D, de nombreux éléments sont à prendre en compte. Les principales variables sont les suivantes :

  • Préparation des fichiers
  • Technologie
  • Matériaux
  • Finitions
  • Certification
  • Délais

 

Préparation des fichiers

En impression 3D, il ne suffit pas de simplement envoyer un modèle 3D et de lancer le processus. Le modèle 3D doit être contenu dans un fichier d’impression 3D spécifique, et il doit tenir compte des limites imposées par la technologie (certains détails ou géométries restent plus complexes à imprimer que d’autres, par exemple).

Certains fournisseurs et sites d’impression 3D proposent des services d’optimisation de fichiers, voire même de réalisations de modèles 3D et prototypes.

 

Technologie

Une fois le fichier préparé, il faut décider de quelle technologie d’impression 3D utiliser. La grande majorité des fournisseurs de service d’impression 3D proposent tous les principaux procédés à base de filament, de résine et de poudre.

Les plateformes de fabrication à la demande offrent également d’autres méthodes de fabrication, tant soustractive qu’additive. Il peut être intéressant de combiner plusieurs technologies. 

Par exemple, on peut imprimer une pièce en 3D puis de l’affiner à l’aide d’une fraiseuse, ou d’imprimer une pièce en métal puis l’utiliser pour du moulage par injection.

 

Matériaux

Les matériaux d’impression 3D constituent un autre aspect important dans le choix d’un service d’impression 3D. Parmi les plus populaires, on retrouve différents types de plastique, des matériaux composites, des métaux et céramiques, ou encore de la cire.

Certaines plateformes sont spécialisées dans l’impression 3D de métal, tandis que d’autres proposent une multitude de matériaux.

 

Finitions

Fonctionnelles

Selon l’usage final qu’aura une pièce imprimée, celle-ci devra potentiellement subir certaines étapes de post-traitement afin de gagner en solidité ou en résistance à différents environnements et conditions.

Par exemple, le pressage isostatique à chaud peut renforcer la solidité de la pièce, qui pourrait ensuite bénéficier d’un revêtement étanche pour contrer l’humidité.

 

Esthétiques

De nombreuses techniques de finition sont disponibles afin d’améliorer l’apparence ou le toucher des pièces. Ces techniques comprennent le sablage, la coloration, et le lissage chimique, entre beaucoup d’autres.

Après être passé par différentes techniques de finition, on peine à distinguer si une pièce a été imprimée en 3D ou fabriquée de manière traditionnelle ; les rendus sont excellents.

 

Certification

La certification des pièces imprimées en 3D est en passe de rejoindre les tendances de l’industrie de la fabrication additive. En effet, les professionnels ont le devoir de garantir la durabilité des pièces ainsi que la sécurité des personnes qui les utilisent.

Parmi les centaines de prestataires de services disponibles, seuls quelques-uns sont en mesure de produire des pièces certifiées. Vous pouvez commander des pièces qui respectent les normes internationales établies par des organisations de premier plan telles que l’ISO (Organisation internationale de normalisation) ou la PRI (Performance Review Institute).

 

Délais

En cas de besoin urgent, il faut choisir un service capable de tenir des délais très courts. Comme avec tout type de service, certains bureaux d’impression 3D se trouvent plus rapides que d’autres.

Les délais apparaîtront plus ou moins longs selon la technologie utilisée ainsi que les finitions choisies.

3DEXPERIENCE Marketplace Make : une plateforme tout-en-un

La plateforme 3DEXPERIENCE Marketplace Make de Dassault Systèmes regroupe toutes ces étapes en une seule interface, offrant une vue d’ensemble sur ce qui est disponible en matière de technologie, de matériaux, de finitions, et de certification(s).

Cet outil tout-en-un permet même d’obtenir des devis instantanés selon le modèle 3D téléchargé.

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