Qu'est ce que l'impression 3D ?

L'impression 3D est une méthode de fabrication additive qui a été rapidement popularisé dans les années 2000 grâce au projet RepRap. Au contraire des outils de fabrication traditionnels qui viennent retirer de la matière, la fabrication additive permet de créer un objet en ajoutant de la matière. 

Afin d'obtenir l'objet final il faut passer par plusieurs étapes : la modélisation du modèle 3D, la conversion du modèle en un fichier gcode, l'impression de la pièce et enfin le post traitement de la pièce. 

Les différentes technologie d'impression 3D      

FDM (Fused Deposition Modeling) 

Cette méthode consiste à utiliser du plastique fondu et à le déposer couche par couche là où on le souhaite. Pour cela, le matériau utilisé est le plus souvent sous la forme d’un rouleau de filament. Ce matériau passe par une buse chauffée qui vient faire fondre la matière.

Cette technologie est largement utilisée dans le cadre de pièces techniques et mécaniques, mais aussi pour la décoration, grâce à une grande variété de couleurs et de matériaux.

SLA (Stereolothography)

Cette technologie est également très répandue chez les particuliers comme les professionnels grâce à son coût abordable et à la qualité d’impression. Les imprimantes SLA ont une excellente résolution, leur donnant de nombreux domaines d’utilisation.

Le principe est simple : un laser UV ou un projecteur est utilisé pour durcir une résine liquide couche par couche. Pour le projecteur, par exemple, à chaque couche, une projection de l’objet à une couche précise est affichée. Cela durcit la résine exactement où cela est nécessaire. Grâce à une excellente résolution d’écran, la qualité de l’impression peut être exceptionnelle, ce qui explique que cette technologie soit très largement utilisée par les adeptes des figurines, mais ce n’est nullement le seul domaine d’utilisation. En effet, le matériau utilisé est de la résine photopolymère avec différentes variétés de formulations pour différents usages, octroyant des propriétés mécaniques et thermiques différentes. Ainsi, cette technologie peut être utilisée dans de nombreux domaines.

Les deux inconvénients majeurs de ces impressions sont la toxicité des produits, nécessitant une pièce spécialisée, ainsi que le post-traitement, qui peut être assez lourd pour les particuliers.

Les matériaux utilisés en impression 3D

Je vais ici me focaliser sur les matériaux utilisés en impression FDM.

De nombreux matériaux sont disponibles avec cette technologie. Le plus souvent, les matériaux sont sous la forme de filaments, mais il peut également exister des imprimantes utilisant des grains.

PLA (Acide Polyactique) 

Le PLA est la matière la plus répandue de part sa facilité d'impression et son coût réduit. 

• Caractéristiques : Biodégradable, rigide, solide mais friable, moins résistant à la chaleur et aux produits chimiques.
• Applications : Modèles de concept, prototypes visuels non fonctionnels, pièces décoratives ou de rechange.

PETG  (Polytéréphtalate d’Éthylène-Glycol)

Le PETG est également très utilisé pour sa résistance plus élevée que le PLA tout en gardant une facilité d'impression. de plus le PETG peut être utilisé dans le domaine alimentaire. 

• Caractéristiques : Semi-rigide, résistant aux chocs et aux produits chimiques, compatible alimentaire et étanche.
• Applications : Récipients alimentaires, pots de fleurs, composants électriques.

ABS (Acrylonitrile Butadiène Styrène)

l'ABS est la troisième matière la plus répandue. Plus compliqué à imprimer que les deux matière précédente, ses capacité technique sont plus intéressantes. Il est également possible de réaliser un post-traitement à l'acétone avec cette matière permettant de lisser la pièce et donner un résultat final parfait.

• Caractéristiques : Robuste, durable, résistant à la chaleur et aux impacts, nécessite le chauffage du lit d’impression.
• Applications : Prototypes fonctionnels, outillages, garniture automobile, jouets.

Nylon

• Caractéristiques : Solide, durable, léger, partiellement flexible, résistant à la chaleur et aux impacts.
• Applications : Prototypes fonctionnels, pièces résistantes à l’usure, outillage, engrenages, secteur médical.

TPU (Polyuréthane Thermoplastique)

• Caractéristiques : Flexible, élastique, résistant aux impacts, excellent amortissement des vibrations.
• Applications : Prototypes flexibles, pneus de voiture RC, coques de téléphone, courroies, grips.

ASA (Acrylonitrile Styrène Acrylate)

L’ASA est particulièrement adapté aux projets nécessitant une exposition à la lumière du soleil et aux intempéries, comme les enseignes de rue, les accessoires fonctionnels de jardin et les décorations. Sa durabilité et sa stabilité thermique en font un choix idéal pour les pièces qui doivent résister à des environnements à haute température.

C’est un matériau polyvalent qui peut être utilisé pour le prototypage, l’outillage et même les pièces d’utilisation finale. Sa résistance exceptionnelle au vieillissement, aux rayons UV, aux impacts et à l’usure en fait un choix fiable pour la production de composants utilisés dans les articles de tous les jours.

• Caractéristiques : L’ASA est connu pour sa haute résistance aux impacts, sa résistance aux températures élevées et sa difficulté d’impression accrue. Il est souvent utilisé dans les applications extérieures à la place de l’ABS en raison de sa résistance supérieure aux UV et aux conditions météorologiques difficiles.
• Applications : Il est idéal pour le prototypage, les applications extérieures, automobiles et d’ingénierie en raison de sa grande stabilité.