Comment marche l’impression 3D ?

L’impression 3D est une technologie très utile qui devient de plus en plus impressionnante. Actuellement, il est même possible de construire de véritables maisons habitables avec l’impression 3D. Mais comment fonctionne réellement l’impression 3D ? Quel est le processus utilisé et quels sont les matériaux nécessaires ?

Un procédé fascinant

Actuellement, certains modèles d’imprimantes 3D sont devenus assez abordables pour que le grand public puisse en avoir une à la maison. Mais avant de s’en procurer une, il faut d’abord comprendre comment et pour quoi on peut l’utiliser, et aussi comment ça fonctionne. En premier lieu, il faut savoir qu’à la base, l’impression 3D est un processus de fabrication dans lequel le matériau est déposé, couche par couche, pour former un objet en trois dimensions. C’est donc considéré comme une fabrication additive puisque l’objet est construit à partir de zéro, par opposition à la fabrication soustractive qui nécessite que le matériau soit coupé, percé, fraisé ou usiné.

Mais en dehors du processus même d’impression, ce qui caractérise l’impression 3D, c’est la capacité de transformer des fichiers numériques contenant des données tridimensionnelles en objets physiques. Autrement dit, l’impression 3D commence par la création d’un modèle numérique 3D. À cet effet, il existe un grand nombre de logiciels CAD (Computer-Aided Design) allant des versions open source à des programmes destinés aux industriels. Parmi les logiciels CAD les plus populaires pour l’impression 3D, nous pouvons citer TinkerCAD, Fusion360 et Sketchup, a rapporté Interesting Engineering.

En plus du logiciel de création de modèles, un logiciel de découpage sera également nécessaire. Ce second programme permettra de découper le modèle en centaines ou en milliers de couches. Cela permet à l’imprimante de « comprendre » comment l’objet sera créé. Ce logiciel de découpage gérera également le remplissage du modèle en créant une structure en treillis à l’intérieur d’un modèle solide afin d’assurer une stabilité supplémentaire si nécessaire. Une fois ces opérations terminées, les données sont ensuite envoyées à l’imprimante pour l’étape finale : l’impression. Notons tout de même que certains modèles trop complexes ne peuvent pas être pris en charge par l’impression 3D.

Une technologie qui ouvre la voie à de nombreuses possibilités

À partir de là, l’imprimante 3D sera autonome. Elle commencera à imprimer le modèle selon les instructions spécifiques du programme de découpage en utilisant différentes méthodes, en fonction du type d’imprimante utilisé. Les trois types d’imprimantes 3D les plus connus pour les pièces en plastique sont notamment la stéréolithographie, le frittage sélectif par laser et le dépôt de fil fondu. La stéréolithographie utilise un laser pour durcir la résine liquide en plastique durci dans un processus appelé photopolymérisation. Quant au frittage sélectif, un laser haute puissance fritte de petites particules de poudre de polymère en une structure solide.

Enfin, la méthode du dépôt de fil fondu fonctionne en extrudant des filaments thermoplastiques à travers une buse chauffée, en faisant fondre le matériau et en appliquant le plastique couche par couche sur une plate-forme de construction. Cette dernière méthode est le type d’impression 3D le plus largement utilisé en ce qui concerne le consommateur, a rapporté Formlabs. Au sujet des matériaux nécessaires pour l’impression 3D, les polymères et les plastiques tels que l’acrylonitrile butadiène styrène (ABS) et le polypropylène sont les plus utilisés ; mais des métaux comme l’acier inoxydable, le titane et l’aluminium peuvent également être utilisés. La méthode d’impression et les matériaux utilisés dépendront finalement de l’objet à créer. Les possibilités sont donc infinies.

Par Gabrielle Andriamanjatoson, le 19 décembre 2021