IMPRIMANTES 3D: COMMENT ÇA MARCHE

Impresoras 3d para fabricar piezas volumétricas

Les débuts de l’impression 3D remontent à 1976, avec l’impression à jet d’encre, pour ensuite passer à l’impression à l’aide de matériaux, en 1984. Dès lors, tout a été fabriqué, des organes comme un rein en 2002, une prothèse de jambe qui a permis à une personne de marché en 2008 et même des vaisseaux sanguins imprimés grâce aux bio-imprimantes nées en 2009.

En 2011, l’industrie est allée plus loin, en créant le premier avion et la première voiture. Actuellement, l’usage de l’impression 3D peut s’étendre à tous les domaines, tels que l’automobile, la médecine, l’espace, l’industrie, l’alimentation ou l’éducation.

Dans un avenir proche, on estime que chaque foyer possédera une imprimante 3D, comme il est courant actuellement de posséder un ordinateur ou un lave-vaisselle.

Serisan n’a pas voulu être en reste et a déjà intégré les imprimantes 3D à son activité, afin de proposer une technologie différente à ses clients.

Types d’imprimantes 3D

Les imprimantes 3D sont classées en fonction de la technologie qu’elles utilisent, selon le détail suivant :

  • À stéréolithographie (SLA) ou également appelée « à résine », les premières utilisées.
  • À frittage sélectif par laser (SLS : Selective Laser Sintering) : ce type d’imprimante est né dans les années 80 et la principale différence avec les SLA est qu’elles peuvent utiliser un grand nombre de matières en poudre, tels que la céramique, le polystyrène, le nylon…
  • Par jet d’encre, les plus similaires aux imprimantes à papier habituelles.
  • À impression par dépôt de matière fondue (FDM), également connues comme Fused Filament Fabrication (FFF) : ces imprimantes utilisent une technologie qui dépose le polymère fondu sur une base plate, couche par couche.

Parmi les imprimantes FDM se trouvent plusieurs types, même si les plus répandues sont les Cartésiennes et les Delta :

  • Les imprimantes Cartésiennes sont les plus courantes sur le marché. Leur nom provient du système de coordonnées utilisé. Il s’agit d’un système dimensionnel qui détermine où et comment se déplacer en trois dimensions, constitué de deux bras perpendiculaires. L’inconvénient est qu’elles sont plus lentes que les imprimantes Delta mais plus faciles à calibrer et régler.
  • Les imprimantes Delta  se distinguent par leur couche d’impression circulaire fixe, qui apporte une meilleure précision. Elles sont dotées de trois bras articulés qui forment une configuration triangulaire. La tête d’impression se déplace en trois dimensions. L’avantage de ces imprimantes est leur rapidité par rapport aux Cartésiennes, ainsi que leur précision et leur stabilité. Le niveau de fabrication peut également être augmenté sans nuire à la qualité.
  • Les imprimantes Polaires utilisent les coordonnées polaires pour imprimer.
  • Les bras robotisés sont principalement utilisés dans le secteur de la construction et font l’objet de recherches permanentes afin de les améliorer.

Après ce résumé des catégories d’imprimantes, nous allons aborder le sujet des imprimantes à technologie FDM ou FFF de type Delta, avec lesquelles travaille Serisan.

Imprimante 3D pour la fabrication de prototypes

Matériaux

Il existe actuellement une nombreuse variété de matériaux : ABS, PLA, PETG… Ceux utilisés par Serisan pour l’imprimante Delta sont les filaments en PLA, fabriqués à base d’amidon de maïs et biodégradables, grâce à leurs composants végétaux qui n’émettent pas de gaz lors de leur fusion.

Les filaments en PLA sont disponibles en plusieurs couleurs, même si l’on trouve de plus en plus de combinaisons de matériaux tels que le PLA à poudre métallique ou à fibres de bois.

Les pièces obtenues ne sont pas toujours rigides, il est possible d’en imprimer des souples tels que des bracelets, des chaussures, des vêtements, etc.

Comment se déroule une impression en 3D ?

Prétraitement :

Nous commençons par dessiner une image en 3D de l’objet que l’on souhaite reproduire. L’image peut être téléchargée à partir d’une banque d’images telle que Thingiverse ou créée de toutes pièces. Nous employons ensuite un logiciel d’impression tel que Simplify 3D, grâce auquel nous définissions différentes variables à prendre en compte, telles que l’épaisseur de la couche, la vitesse d’impression, le remplissage et la taille de la pièce. Les informations sont transmises par le biais de son langage de programmation, le Code G ou G-Code, qui définit une trajectoire à partir de laquelle la pièce va être créée.

Traitement :

Afin que l’imprimante se mette en état de fonctionnement, la buse doit atteindre une température de 200 degrés. Les rouleaux de filament sont fondus et expulsés par la buse, avant de solidifier au fur et à mesure qu’ils prennent la forme de chaque couche.

Le système calcule la durée d’impression d’une pièce et, une fois l’ordre lancé, l’imprimante peut travailler en continu, jour et nuit.

L’imprimante utilisée par Serisan est équipée d’une base chauffante servant à maintenir l’objet en place et éviter les problèmes de grinding (filament mordu).

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