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Image d'imprimante 3D

Présentation de l'impression 3D

L'impression 3D est un procédé de fabrication additif utilisé pour créer des objets 3D. Les matériaux sont assemblés et solidifiés ensemble pour créer une infinité de formes géométriques couramment utilisées par les enseignants ou amateurs pour les plans de cours, le prototypage, la preuve de concept et les pièces fonctionnelles destinées à une utilisation finale. Une large gamme de technologies et de matériaux d'impression 3D sont disponibles sur le marché et adaptés à des applications et des budgets divers ; la technique la plus courante reste cependant celle par dépôt de filament fondu, ou FFF (Fused Filament Fabrication). Les imprimantes 3D FFF impriment le plus souvent en plastique PLA ou ABS, toutefois, d'autres technologies permettent d'imprimer en 3D de la résine, des fibres de carbone et du métal (ces imprimantes 3D sont cependant beaucoup moins rentables).

La fabrication additive est un processus lors duquel des matériaux sont « ajoutés » ensemble pour créer un objet 3D par opposition à d'autres méthodes traditionnelles de fabrication qui intègrent un processus soustractif où le matériau est enlevé, comme l'usinage CNC. La fabrication additive permet d'économiser du matériau, du temps et de l'argent.

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Ressources d'impression 3D -Technologie d'impression 3D - Technologie de numérisation 3D - Matériaux d'impression 3D

Principaux avantages de l'impression 3D

1.

Réduction
du délai de mise sur le marché

Produire des conceptions rapidement et facilement à l'interne permet d'accélérer de manière significative la phase de recherche et de conception d'un projet.

2.

Réduction
des coûts de prototypage

Les matériaux d'impression 3D sont un moyen rentable de produire de multiples représentations de vos designs tout en restant aux commandes.

3.

Fabrication
de pièces sur mesure

Créez des modèles uniques qu'il serait impossible de se procurer auprès d'un fabricant traditionnel et évitez une production en série coûteuse.

4.

Possibilités
illimitées

L'impression 3D, idéale pour les professionnels et les fabricants, est un moyen amusant de produire un nombre infini de designs très diversifiés.

Ressources pour impression 3D

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Technologie d'impression 3D

La technique FFF/FDM (dépôt de filament fondu/dépôt de matière fondue) : cette technique consiste à introduire un filament thermoplastique continu dans une tête d'extrudeur chauffante. Le filament est ensuite fondu à environ 180 - 200 °C (selon le matériau) et passe à travers la buse de la tête d'impression. Le matériau est imprimé en petites couches (la résolution de la couche peut être prédéfinie) et chaque couche se solidifie une fois imprimée sur la couche inférieure. La tête et le plateau d'impression sont ensuite déplacés automatiquement pour former la forme 3D souhaitée. Les imprimantes 3D FFF peuvent contenir deux matériaux, ce qui permet à l'utilisateur d'imprimer avec deux matériaux à la fois, d'imprimer une partie de l'objet avec un matériau de support soluble (pour créer des géométries complexes) ou, dans certains cas, d'imprimer deux objets séparés en même temps. Les matériaux les plus couramment utilisés sont le PLA, les composites PLA, l'ABS, le PETG, le TPU, le nylon, le PP et le polycarbonate.

Les imprimantes 3D en résine B32 : ces impressions 3D en résine reposent sur la photopolymérisation, technique qui consiste à exposer les résines à la lumière afin de permettre aux molécules de se lier et de former un polymère en vue de créer un objet 3D. La méthode d'exposition de la résine à la lumière peut varier selon l'imprimante et différentes techniques (SLA, DLP ou DPP) peuvent être utilisées. Les résines se déclinent en une variété de couleurs et peuvent être flexibles, fermes ou très résistantes à la traction.

  • SLA : cette technique utilise un faisceau laser à travers la zone d'impression pour solidifier la résine progressivement. Ce processus décompose la forme, couche par couche, en une série de points et de lignes. Ces données sont ensuite transmises aux galvanomètres sous forme de coordonnées. Cette technique est idéale pour l'impression simultanée de plusieurs petites pièces et l'impression de grands objets détaillés.

  • DLP : cette technique consiste à utiliser un projecteur numérique afin d'exposer chaque couche en une seule fois, sur l'ensemble de la plate-forme. Le projecteur étant numérique, l'image de chaque couche est composée de pixels carrés et donc formée de petites briques rectangulaires. Cette technologie est idéale pour les petites pièces de haute résolution et les pièces complexes, ainsi que pour l'impression rapide d'objets plus grands et moins détaillés.

  • DPP : ce procédé utilise des résines sensibles à la lumière du jour et un panneau LCD placé sous le réservoir de résine pour éclairer la résine de pixels (il ne s'agit pas de lumière UV) et la solidifier.

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Technologie de numérisation 3D

La numérisation 3D est un processus lors duquel un objet réel est analysé pour recueillir des données quant à sa géométrie et, selon l'équipement utilisé, son aspect. Les données numérisées peuvent ensuite être modifiées ou redimensionnées via un logiciel de CAO 3D, puis envoyées à une imprimante 3D. La numérisation 3D est particulièrement utile pour créer des répliques uniques d'objets tridimensionnels existants, en particulier si cet objet est une pièce créée sur mesure et destinée à une utilisation finale et que l'utilisateur a besoin d'une pièce identique sans qu'elle soit produite en série. Il existe des scanners 3D de bureau ou portables. Les scanners de bureau sont généralement équipés d'un plateau tournant qui fait pivoter l'objet numérisé sur 360 degrés pour effectuer un balayage complet. Pour les scanners portables, l'utilisateur doit scanner l'objet à la main jusqu'à ce que le volume de données recueillies lors du processus de numérisation soit suffisant pour créer un objet 3D.

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Matériaux pour impression 3D

Le PLA (acide polylactique) : thermoplastique biodégradable fabriqué à partir de sources renouvelables (comme l'amidon de maïs). Ce matériau d'impression 3D est le plus courant, surtout chez les amateurs. Il est ferme et facile à imprimer et peut être utilisé de manière fiable avec un extrudeur d'imprimante 3D FFF standard. Ce matériau est biodégradable et donc respectueux de l'environnement. Il ne s'agit toutefois pas d'un matériau de très grande qualité car il est cassant et se brise si l'utilisateur essaie de le percer. Le PLA ne nécessite pas de surface d'impression chauffée.
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Les composites de PLA : ils se composent de PLA et d'un composite (comme le bois ou le laiton) et permettent d'offrir l'aspect et le toucher d'un matériau composite. En effet, la plupart des imprimantes 3D de bureau standard ne peuvent pas imprimer dans le métal, et aucune imprimante 3D n'imprime dans le bois. Le composite de PLA est composé à environ 70 % de PLA et à 30 % de matériau composite. Ces matériaux peuvent être abrasifs et n'ont pas les mêmes propriétés biodégradables que le PLA. Ce composite de PLA n'a pas les mêmes propriétés mécaniques ou conductrices que le composite (c'est-à-dire que le filament PLA en acier ne conduit pas l'électricité ou la chaleur comme l'acier).
Acheter du composite de PLA

L'ABS (Acrylonitrile butadiène styrène) : matériau solide et durable, idéal pour l'impression de pièces qui seront exposées à des températures élevées. Ce matériau est moins cassant que le PLA et peut être trempé dans un bain d'acétone pour lui donner un aspect brillant. L'ABS nécessite un plateau d'impression chauffé car il peut se déformer. Contrairement au PLA, il est produit à base de pétrole et n'est pas biodégradable. L'ABS produit également des fumées toxiques lors de l'impression, ce qui peut être désagréable pour l'utilisateur, il est donc conseillé de placer l'imprimante dans un boîtier et de l'utiliser dans un endroit bien aéré. Ce produit n'est pas apte au contact alimentaire
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Le PETG (polyéthylène téréphtalate glycolisé) : matériau robuste et très résistant conçu pour des impressions durables et résistantes aux chocs. Contrairement à l'ABS, le PETG ne se déforme pas et est idéal pour les impressions plus grandes. Le PETG ne produit pas non plus les mêmes vapeurs que l'ABS et ne nécessite donc pas un boîtier. Ce matériau est apte au contact alimentaire et recyclable. Le PETG présente les inconvénients suivants : il peut être affaibli par la lumière UV et la surchauffe peut le rendre cassant.
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Le TPU/TPE (Polyuréthane thermoplastique) : thermoplastique flexible, idéal pour l'impression de nombreux objets courants tels que les coques de téléphones portables. Ce matériau présente une texture caoutchouteuse et sa résistance peut varier en fonction de la marque et de la composition des matières premières utilisées. Le TPU/TPE résiste aux produits chimiques, aux huiles, à de nombreux solvants ainsi qu'à l'abrasion, ce qui en fait un matériau idéal pour les pièces destinées à une utilisation finale
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Autres matériaux d'impression 3D : le polystyrène choc, le nylon, le polycarbonate et le PVA
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