Comment fonctionne une imprimante 3D ?

Bien qu’inventée dès 1984, la technique de l’impression 3D n’a véritablement pris son envol qu’au début des années 2000. D’abord réservée à des utilisateurs et des secteurs très confidentiels, les imprimantes 3D ont désormais envahi tous les aspects de la production industrielle. Grâce à leur capacité à produire des pièces en petites séries à moindre coût et à la précision de réalisation qu’elles permettent, elles se posent en outil indispensable du siècle numérique.

On l’utilise d’ores et déjà dans les process de nombreux industries manufacturières mais aussi dans des secteurs tels que l’architecture, l’aérospatiale ou le médical. Avec la réduction des coûts et l’apparition d’acteurs spécialisés dans le service d’impression 3D en ligne, la technique se démocratise rapidement et elle devient même accessible aux particuliers, ouvrant de nouvelles perspectives de consommation, mais comment donc fonctionne une imprimante 3D ? Réponses.

La fabrication additive, principe de base de l’impression 3D

L’impression 3d repose essentiellement sur la technique de fabrication additive. Contrairement aux techniques classiques, elle suppose une réalisation de l’objet en « mille-feuilles » par superposition de couches de matières successives. Elle se distingue donc de la fabrication soustractive qui vise à éliminer du matériau pour façonner un objet, comme le ferait par exemple un menuisier qui creuse patiemment une bille de bois pour confectionner son œuvre.

La fabrication additive par impression 3D offre de multiples avantages par rapport aux procédés d’usinage classiques. Contrairement au moulage par injection par exemple, l’impression 3D permet de réaliser de petites séries à un coût bien moindre car elle ne suppose pas la conception et la réalisation des coûteux moules. D’autre part, elle utilise le minimum de matériaux pour fabriquer l’objet en question, un atout considérable pour une consommation d’avenir, responsable et écologique. Mais comment fonctionne une imprimante 3D et à partir de quoi peut-on créer des objets par cette technique ?

Le génie logiciel au service de l’impression 3D

Pour concevoir des objets en trois dimensions, il est d’abord nécessaire de créer un plan de la structure sur ordinateur. Les logiciels de CAO (Conception Assistée par Ordinateur) permettent de dessiner tous types de formes puis de les transmettre à l’imprimante qui se chargera de les façonner à l’aide du procédé de fabrication additive. Combinant la simplicité d’utilisation du numérique et la liberté de création individuelle, l’impression 3D rassemble tous les critères de la consommation de demain.

Ce génie logiciel de l’impression 3D se charge automatiquement de diviser le plan numérique transmis en fines couches successives. Le principe de fabrication additive permet d’ouvrir de nouvelles perspectives pour un grand nombre de secteurs. L’industrie automobile y voit par exemple la possibilité de fabriquer des pièces plus sûres et plus légères pour ses véhicules, les architectes peuvent concevoir des maquettes plus précises et les particuliers pourront à terme remplacer n’importe quelle pièce défectueuse de leurs appareils.

Sur quels modes fonctionne une imprimante 3D ?

Pour comprendre comment fonctionne une imprimante 3D, il est nécessaire d’analyser les différents procédés utilisés par les concepteurs de ces machines. La plupart utilisent le dépôt de matière par des têtes mobiles qui positionnent du plastique thermo-fondu, mais aussi de nouveaux consommables à base de métal, de bois ou même de cellules vivantes et d’aliments, sur des coordonnées précises et par couches successives.

Il existe également un procédé appelé stéréolithographie ou SLA, qui utilise les propriétés du laser et des polymères pour façonner des objets en 3D. Elle permet notamment la production de grosses pièces, certaines de plusieurs mètres de long, mais est limitée par la variété des matériaux disponibles. Enfin, on pourrait également citer le procédé Polyjet, qui utilise la photosensibilité de certains matériaux ou le frittage laser qui fusionne de la poudre pour donner corps à l’objet. Voilà comment fonctionne une imprimante 3D, avec précision et fiabilité !