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L'Impression 3D


Source: PX


L'impression 3D ou fabrication additive, son nom technique, est l'une des technologies les plus prometteuses depuis les années 1980 et 1990, date à laquelle elle a été mise au point.


Elle a été créée par Emanuel Sachs, professeur d'ingénierie mécanique au MIT. Il a inventé un procédé connu sous le nom d'impression par jet de liant, dans lequel une tête d'impression à jet d'encre "laisse tomber sélectivement un matériau liant liquide dans un lit de poudre - créant ainsi un objet tridimensionnel couche par couche". Sachs a baptisé ce procédé "impression 3D", en se souvenant de son père, un éditeur, et de leurs visites aux presses à imprimer durant son enfance.


L'impression 3D a évolué vers le domaine connu aujourd'hui sous le nom de fabrication additive, qui comprend diverses technologies de production par couches. Ce domaine a explosé au cours des trois dernières décennies et la production d'innombrables produits pourrait en être affectée à l'avenir.


Le prototypage et la modélisation ont été l'une des applications réussies les plus largement exploitées de l'impression 3D, qui a véritablement changé la donne.


“Vous pouvez désormais créer des dizaines de modèles en CAO, les saisir dans une imprimante 3D, et en quelques heures, vous avez tous vos prototypes", ajoute Maria Yang, professeur d'ingénierie mécanique et directrice du laboratoire d'idéation du MIT. "Cela vous donne un niveau d'exploration de la conception qui n'était tout simplement pas possible auparavant.”


Mais il reste encore un certain nombre d'obstacles à surmonter, comme la généralisation des imprimantes 3D industrielles coûteuses.


Un autre obstacle consiste à adapter les technologies 3D aux caractéristiques des différents matériaux.


John Hart, directeur du Laboratory for Manufacturing and Productivity du MIT, s'est concentré sur un procédé compatible avec les technologies 3D, l'extrusion, où le plastique est fondu et pressé à travers une buse dans une tête d'impression. Le résultat a été une nouvelle imprimante, 10 fois plus rapide que les imprimantes existantes. Il est ainsi possible d'imprimer un engrenage en 5 à 10 minutes au lieu de 2 heures.


L'impression de métaux est une autre affaire, car un contrôle précis de la qualité est essentiel. Les objets en métal imprimés en 3D peuvent facilement se fissurer et présenter des défauts en raison des importants changements de température subis au cours du processus. La recherche de solutions comprend l'intégration du contrôle de la qualité dans les imprimantes et des simulations avancées permettant de prévoir les problèmes.


Le collègue de M. Hart, Nicholas Xuanlai Fang, travaille aux frontières de la technologie et l'applique à l'échelle nanométrique. En tant que doctorant, il a étudié un moyen plus efficace de produire les microcapteurs et les micropompes utilisés pour l'administration de médicaments.


Avant l'impression tridimensionnelle, il fallait des années pour obtenir quelques petites plaquettes. Il a appliqué la précision de la technologie optique à l'impression 3D (stéréolithographie) avec des résultats étonnants. Parmi ceux-ci


une nouvelle classe de métamatériaux imprimés en 3-D à l'aide de la micro-stéréolithographie par projection. Ces matériaux sont composés de structures et de géométries complexes. Contrairement à la plupart des matériaux solides, les métamatériaux ne se dilatent pas à la chaleur et ne se rétractent pas au froid.


À l'opposé, on trouve des tentatives d'utilisation de l'impression 3D pour construire des maisons. Cette technologie est utilisée depuis un certain temps en Chine, mais un couple de Néerlandais serait le premier à emménager dans une maison imprimée en 3D en Europe.


L'impression 3D est également envisagée pour les futures implantations sur d'autres planètes. Le projet Marsha, conçu par AI Space Factory et approuvé par la NASA, est une maison imprimée en 3D qui ressemble à une ruche et qui est destinée à la surface de Mars.


Préoccupations éthiques


Il existe des préoccupations très réelles concernant les articles non souhaitables qui peuvent être imprimés en dehors du contrôle gouvernemental à l'aide d'imprimantes 3D. Par exemple, en 2013, un anarchiste du Texas a imprimé le premier pistolet fonctionnel au monde, provoquant de grandes inquiétudes qui n'ont fait que croître, car ces pistolets sont indétectables par les détecteurs de métaux traditionnels et peuvent être imprimés à la maison ou dans de petits ateliers.


L'avenir de l'impression 3D


Nous pensons qu'il est très probable qu'au cours des prochaines décennies, disons d'ici 2030, l'impression 3D modifiera la chaîne de valeur de nombreux secteurs.


À mesure que les imprimantes 3-D évoluent et deviennent largement disponibles, la production de nombreux articles pourrait migrer vers des sites d'impression locaux, du moins dans le monde développé. La valeur est susceptible de se déplacer vers le processus de conception, et les clients sont susceptibles d'acheter des modèles existants, de les adapter à leurs besoins spécifiques et de les apporter à un site d'impression proche (ou plutôt de les envoyer par internet), pour enlèvement ou livraison. Ainsi, la chaîne de valeur sera considérablement raccourcie. Qui en bénéficiera en fin de compte ? La technologie a-t-elle montré un réel pouvoir de créer plus d'emplois qu'elle n'en détruit ? Bienvenue dans l'avenir !


Harry Costin


Sources:

 
 
 

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