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Comment fonctionne l’impression 3D?

Imaginez un pistolet à colle chaude contrôlé par robot qui utilise du plastique au lieu de la colle, et vous avez les bases d’une imprimante 3D. Des brins de plastique sont introduits dans une tête d’impression, qui est chauffée pour faire fondre le matériau. La tête d’impression se déplace très précisément en trois dimensions et dépose des lignes de plastique sur le plateau d’impression – la table sur laquelle elle imprime. L’imprimante le fait encore et encore, accumulant des couches de plastique jusqu’à ce qu’il forme une pièce 3D.

Tout commence avec des modèles 3D

Chaque objet imprimé sur une imprimante 3D commence par un modèle 3D. Ceux-ci sont généralement réalisés dans un programme de CAO conçu pour travailler sur des modèles 3D du monde réel, comme TinkerCAD, Fusion360, ou Sketchup. C’est un peu différent de la façon dont les modèles 3D peuvent être créés pour les films ou les jeux, bien que vous puissiez certainement imprimer des figures très détaillées à partir d’un logiciel de modélisation 3D traditionnel.

L’un des avantages d’une imprimante 3D est qu’elle peut imprimer presque tout. Certains modèles sont si complexes qu’ils sont impossibles à réaliser avec des techniques de fabrication traditionnelles telles que le moulage ou le routage CNC, et c’est là que les imprimantes 3D prennent une avance évidente. Cependant, ils ne sont pas seulement utilisés pour créer des formes géométriques sophistiquées, car il est généralement beaucoup moins cher pour le département R&D d’une grande usine d’imprimer un seul modèle en plastique plutôt que de gréer toute l’usine pour fabriquer la pièce réelle. C’est ce qu’on appelle le prototypage, faire un brouillon pour aider à tester la copie finale sans perdre de temps et de matériaux précieux.

Découpage du modèle pour l’impression

Puisqu’une imprimante ne comprend pas comment prendre un maillage 3D complexe et le transformer en modèle imprimé, le modèle 3D doit être décodé en informations que l’imprimante peut comprendre. Ce processus est appelé tranchage car il prend des scans de chaque couche du modèle et indique à l’imprimante comment elle doit déplacer la tête d’impression pour créer chaque couche à son tour. C’est fait à l’aide d’un slicer, un programme qui gère tout cela pour vous, comme CraftWare ou Astroprint.

La trancheuse gérera le «remplissage» du modèle, créant une structure en treillis à l’intérieur d’un modèle solide pour lui donner une stabilité supplémentaire. C’est un domaine dans lequel les imprimantes 3D brillent: elles peuvent imprimer des matériaux très résistants avec des densités très faibles, en créant stratégiquement des poches d’air à l’intérieur du modèle et en le rendant beaucoup plus léger.

Les colonnes de support sont une autre chose que le slicer gère. Étant donné que l’imprimante ne peut pas déposer de plastique sur de l’air mince, des colonnes de support doivent être créées pour permettre à l’imprimante de combler le vide. Ceux-ci sont amovibles mais sont utilisés dans le processus d’impression pour s’assurer qu’il ne s’effondre pas.

Une fois la trancheuse terminée, elle enverra les données à l’imprimante 3D pour démarrer le processus d’impression.

Attendre longtemps

Une fois que l’imprimante démarre, vous remarquerez le principal problème de l’impression 3D aujourd’hui: elle est terriblement lente. Alors qu’une imprimante 2D peut imprimer un livre entier en quelques minutes, la plupart des impressions 3D prendront plusieurs heures, voire plusieurs jours, pour terminer l’impression. Et si vous avez gâché les paramètres, mal configuré la trancheuse ou si vous vous y heurtez un peu, vous risquez de perdre toute l’impression.

Il existe des technologies plus rapides qui produisent des éclaboussures dans l’industrie, comme le Carbon M1, qui utilise des lasers projetés dans un lit de liquide et en extrait l’impression, accélérant considérablement le processus. Mais ces types d’imprimantes sont beaucoup plus compliqués, beaucoup plus chers et ne fonctionnent jusqu’ici qu’avec du plastique.

Devrais-je donc acheter une imprimante 3D?

Si vous n’êtes pas intéressé par la conception et l’impression de pièces, vous n’allez certainement pas remplacer votre imprimante 2D ennuyeuse de si tôt.

Les imprimantes que la plupart des consommateurs achèteront impriment généralement en plastique, bien qu’il existe des imprimantes exotiques (et coûteuses) utilisées dans l’industrie qui peuvent imprimer à peu près n’importe quoi. Il existe même une imprimante 3D capable d’imprimer de la viande artificielle. La technologie évolue très rapidement et a des implications importantes dans de nombreux secteurs. Vous pourrez sûrement un jour imprimer des repas gastronomiques à partir d’une imprimante d’aliments comestibles, mais jusque-là, cela reste un appareil amateur et industriel.

Pourtant, avec la baisse constante des prix, cela peut être un passe-temps amusant, surtout si vous construisez quelque chose où de petits modèles en plastique sont utilisés.

Crédits d’image: Kaca Skokanova/ Shutterstock

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