IMPRESSION 3D Charline Choisnard et Romain Elineau / / / N 1 - Juin 2011 DÉCOUVERTE l impression en volumes, un avenir pour l imprimerie? ÉCIALlogie P S R E I o DOSS techn pe princi de la O: SI DAN S U A R À VOI UMÉR N E C S es ièr, mat s r L I u T e U s EO rnis LA FICH UTILES (fou INFOS s, etc.) re premiè E MARCHÉ D ÉTUDE... L 13522-2- F: 3,50 - RD
introduction Mémoires rédigés par les étudiants de Grenoble INP-Pagora étudiants de licence professionnelle, dans le cadre de l enseignement de veille technologique et intelligence économique (VTIE). Avant de vous présenter ce rapport, nous tenons tout d abord à remercier Mme Nathalie Ravier (entreprise Sculpteo), M. Guy de Saint Just (entreprise Impression-3d), M. Loïc Vestidello (entreprise HP) et M. Eric Bredin (entreprise Objet Geometries) pour nous avoir aider à receuillir de précieuse informations. Nous remerçions également Mme Rouis (professeur à l INP-Pagora) pour son appuis et ses conseils judicieux qui nous ont permis d aider à la réalisation de ce projet. RÉDACTION : Charline Choisnard Romain Elineau CONCEPTION & RÉALISATION : Charline Choisnard Romain Elineau Achevé d imprimer sur les presse de l INP-Pagora en juin 2011. 1964, Arthur C. Clarke, l auteur de 2001 : l Odyssée de l espace, prédisait qu un jour, grâce à une machine qu il appelait The Replicator, «les objets seraient aussi faciles à fabriquer qu aujourd hui les livres à imprimer». Une machine à dupliquer à l infini... En Arthur C. Clarke Quel lecteur de Philip K. Dick ou spectateur de Star Trek n en a pas rêvé? Eh bien voilà, désormais, ça existe, et ça s appelle l impression 3D. A partir d un modèle numérisé en trois dimensions, cette technique permet de reproduire une tasse à café, une monture de lunettes ou un étui de téléphone portable de manière plus ou moins grossière, en fonction de la machine utilisée. Frédéric Stucin Mais depuis le milieu des année 1980, ce principe ne relève plus de la science-fiction. En effet, sous le vocable «stéréolithographie», l impression 3D a pris son essor dans la décennie suivante, lorsque le MIT s inspira des imprimantes à jet d encre pour concevoir une nouvelle méthode de prototypage rapide. Mais ce n est que depuis trois ou quatre ans que la baisse du prix de ce type de machines, l amélioration de la qualité des matériaux utilisés (plastique, poudre de plâtre ou de métal) et la démocratisation des logiciels de conception ont permis aux imprimantes 3D de sortir des laboratoires et des usines. Grenoble INP-Pagora 461 rue de la Papeterie. Domaine universitaire de Grenoble 38 610 Gières Impression 3D / / / N 1 - juin 2011 3
sommaire Impression 3D / / / N 1 - Juin 2011 6 HORIZONS 14 dossier technique 6 HISTORIQUE 7 ETAT DES LIEUX 9 DOMAINES CONCERNÉS 12 application au packaging 15 UTILISATEURS 17 ÉVOLUTION 20 Principe de la technologie 24 fiche outil 26 Environnement
20 produit 24 perspectives 27 fournisseurs presse 28 matières premières 31 logiciels / Formats de fichiers 33 etude de marché 34 analyse concurrentielle 36 diagnostic stratégique 37 scénarios 38 Actualités 41 CONCLUSION 42 Bibliographie / Webographie
horizons HISTORIQUE L impression 3D est une technique de prototypage rapide récente. C est une technologie qui se base sur de la stéréolithographie et du frittage laser pour la conception numérique par ajout de couches. a technologie pour l impression Lphysique des objets 3D à partir de données numériques a été développée par Charles Hull en 1984.Il a appelé cette technique la stéréolithographie et a obtenu un brevet pour la technique en 1986. Après l obtention du brevet, il a fondé 3D Systems et a développé la première machine d impression commerciale 3D. Cependant, le terme imprimante 3D n a pas été utilisée à cette époque et la machine a été appelé en tant qu appareil stéréolithographie. Comme la technologie était très nouvelle, 3D Systems a livré la première version de la machine pour que quelques clients choisis donnent leurs commentaires. 3D Systems a alors développé une version améliorée, appelée SLA-250, qui a été mis à la disposition du grand public en 1988. Alors que les systèmes de stéréolithographie sont devenus populaires à la fin de 1980, d autres technologies similaires, comme Fused Deposition Modeling (FDM) et frittage sélectif par laser (SLS) ont été introduites. La FDM a été inventée en 1988 par Scott Crump qui a fondé Stratasys l année suivante pour commercialiser la technologie. Stratasys FDM a vendu sa première machine à base de 3D Modeler, en 1992. Au cours de la même année, DTM arrive sur le marché des systèmes SLS. En 1993, le Massachusetts Institute of Technology (MIT) a breveté une nouvelle technologie, nommée 3 dimensions techniques d impression», qui est similaire à la technologie jet d encre utilisée dans les imprimantes 2D. En 1995, Z Corporation a obtenu une licence exclusive du MIT à utiliser la technologie et a commencé à développer les imprimantes 3D basé sur la technologie 3DP. En 1996, trois produits principaux, Genisys de Stratasys, «Actua 2100 de 3D Systems et Z402 de Technologies Sceau-cylindre Disque de Phaistos Xylographie Taille-douce années Imprimerie Typographie Lithographie Chromolithographie Presse rotative Flexographie Impression offset Quadrichromie Sérigraphie Sublimation Photocopieur Tampographie Imprimante laser Imprimante par matrice de points Imprimante thermique Jet d encre Impression numérique Impression 3D Z Corporation, ont été introduits sur le marché. Ce n est qu au cours de cette période, que le terme imprimante 3D a été utilisé pour désigner les machines de prototypage rapide. Au cours de la fin des années 1990 et début des années 2000, plusieurs imprimantes 3D relativement peu coûteuse sont arrivées sur le marché. En 2005, Z Corp a lancé un produit révolutionnaire, nommé Spectrum Z510, qui a été la première imprimante 3D couleur à haute définition sur le marché. 4100-500 av. J.-C. 1850 1400 av. J.-C. 200 ap. J.-C. 1430 1439 1450 1796 1837 1844 1890 1903 XIXe-XXe siècle 1907 1957 années 1960 années 1960 1969 1970 1976 1993 Histoire de l imprimerie (tableau ci-contre :) 6 Impression 3D / / / N 1 - juin 2011
horizons ÉTAT DES LIEUX Aujourd hui, pour réaliser un imprimé (plaquette publicitaire, dépliant...) l infographiste n hésite pas à imprimer plusieurs versions de son document : maquettes, épreuves numériques, cromalins pour BAT... Dans le domaine de la 3D, on ne peut se permettre une telle façon de travailler! Pendant tout le processus de modélisation de l objet, l infographiste doit se contenter de la visualisation 3D à l écran. En matière de design, on peut envisager la fabrication d un prototype après l approbation des instances nécessaires de l entreprise. es coûts de fabrication d un Lprototype sont aujourd hui encore élevés. Réaliser l usinage d un moule à partir des techniques traditionnelles revient à 20 000. Une fois usiné, il n est pas rare de rencontrer des mauvaises surprises. En effet, c est à ce moment là que l on peut réellement se rendre compte de la prise en main de l objet et le placer dans sa position finale (par exemple une pièce dans un moteur). Même si les designers sont rompus avec l affichage 3D sur des écrans, la matérialisation physique de leurs objets est une phase qu ils ne peuvent ignorer. Jusqu à aujourd hui, la conception assistée par ordinateur était esclave de la visualisation 3D en raison des coûts de prototypage. Pour offrir une aisance de travail aux designers semblable à celle des graphistes avec leurs imprimantes, les coûts de prototypage doivent diminuer significativement. De nombreuses entreprises s emploient à réduire ces coûts en proposant des nouvelles techniques d usinage. La stéréolithographie (ou photopolymérisation) est un nouveau procédé qui utilise un laser solidifiant une résine liquide. Les coûts de fabrication sont alors réduits par 8 ou 10! Mais une technique semble encore plus prometteuse : l impression 3D en couleur mise au point par Z-corporation. Le coût de revient d une pièce tombe à quelques dizaines d euro... Seul inconvénient : l investissement pour acquérir une telle machine (la Z406 est proposée à 100 000 ). Mais ces prix risquent de chuter dans un très proche avenir, car leur principe de fonctionnement ressemble fortement à celui des imprimantes jet d encre actuelles. Impression 3D / / / N 1 - juin 2011 7
LA PREMIÈRE IMPRESSION EST SOUVENT LA BONNE! L impression 3D, c est plus qu un art, c est un métier.
horizons DOMAINES CONCERNÉS Cette technologie est de plus en plus utilisée dans les domaines de l architecture, du design et de l industrie car elle est nettement meilleure marché et plus rapide que les techniques de prototypage rapides traditionnelles telles que la stéréolithographie. M ais également, cette technologie s ouvre au public, avec des possibilités d objets personnalisés (figurine, bougeoirs,...) Les applications sont multiples De l architecture au design en passant par l industrie. Elle est ainsi idéale pour la visualisation de projets, de vérification d ergonomie. PROTOTYPAGE Objet de designer Architecture Les Luminaires de Materialise.MGX : La société belge utilise les libertés offertes par la stéréolithographie et le frittage laser pour réaliser des designs complexes. La maquette de la Villa TEO : Le designer Jean-Baptiste Pontecorvo a modélisé son projet en 3D, puis a transféré le fichier numérique de son bâtiment et du mobilier sur Sculpteo.com. Cette maquette à été présentée le 28 octobre 2010 au Lieu du Design à Paris. Cette technologie s'applique également à d'autres secteurs tels que : Archéologie (reproduction ou analyse de pièces) Jeux vidéos (réalisation de personnage) Cinéma d animation Police scientifique Cadastre Topologie Océanographie (réalisation de fond des océans) Restauration d art (réalisation de pièces manquantes) Cadeau d entreprise (personnalisation des cadeaux) Système d information géographique Cabinet d étude Impression 3D / / / N 1 - juin 2011 9
horizons Mais aussi dans des secteurs comme : duplication de sculptures et objets d'art ingénierie prototype pièce mécanique La chaussure d enfant ludique de Monsieur Faltazi : Le cabinet de design nantais a fait des essais de fabrication dans une matière caoutchouteuse, en frittage laser avec la société AGTX. Pièces de moule par Poly-Shape : Le frittage laser de poudre métallique a permis d ajouter un canal pour le passage d un liquide de refroidissement. PERSONNALISATION auto et moto Prothésistes test de prothèse Le métal utilisé peut être de l acier, du titane ou des alliages divers selon les applications. Comme pour les Fortus, ces machines peuvent servir à produire des pièces industrielles ou sur mesure en quantité limitée (exemple de carter de boite de vitesse ci-dessus). Les Orthèses de Narval : Elles sont fabriquées sur mesure par frittage laser de poudre thermoplastique. Elle empêchent le ronflement et l apnée du sommeil. Des prothèses métalliques sur mesure peuvent être également créées (voir prothèse du genou ci-dessus). 10 Impression 3D / / / N 1 - juin 2011
Architecture ZOOM SUR horizons éalisation des maquettes Rd architecture, de conception ou de démonstration, à partir des modélisations. Le réalisme de ces maquettes surprendra les clients, partenaires et investisseurs potentiels. Souvent les maquettes de conception sont des croquis monochromes (blanc), en volume, des projets architecturaux à un tarif compétitif. Les maquettes de démonstration sont d une précision exceptionnelle, en couleurs photo-réalistes avec textures appliquées. Les avantages par rapport au maquettiste traditionnel : Rapidité incomparable de vos modélisations Fidélité de reproduction de vos modélisations Textures couleurs et images photo-réalistes Polychromie Echelle des maquettes totalement modulable Résistance au maniement et au temps Un coût adapté et moins élevé que par les moyens artisanaux Possibilité simplifiée de duplication des maquettes Design, prototypage & Industrie e meilleur moyen de valider les Lcréations est de tenir en main un prototype réaliste et précis du projet. Possibilitée d imprimer en 3D, à partir des modélisations, des divers prototypes et maquettes, en respectant avec fidélité l esprit de des créations. La technique de prototypage rapide par poudre agglomérée a les avantages suivant : Propriétés fonctionnelles de l objet final conservées Coût de production moindre Médecine ransformation de données Tissues de scanners médicaux en modèles physique. Grâce à l évolution de l imagerie médicale (Scanner à rayons X), il est possible d exploiter les données acquises par les radiologues (données DICOM...) pour reproduire à l identique (taille réelle à l échelle 1/1) à l état de maquette résine en volume les éléments osseux constitutifs du corps humain. Il est donc possible de réaliser une maquette de n importe quelle partie osseuse d un patient à partir des données DICOM obtenues par un scanner. Voici quelques exemples de l utilité de maquettes médicales : - Bilan pré-opératoire: Fabrication rapide et peu nant leurs soins médicaux couteuse d une maquette afin de préparer une - Avoir un modèle permet également une bonne ostéosynthèse chirurgicale communication de médecin à médecin - La planification pré-chirurgicale: La possibilité d utiliser - Enseignement médical: Modélisation d éléments des modèles pour la planification pré-chirurgicale osseux dans un but didactique (os sains ou permet de réduire les temps en salle d opération, pathologiques) réduire les coûts et améliorer les résultats pour les - Dentisterie:Modélisation du maxillaire supérieur patients et/ou de la mandibule avec les dents, sans prise - La fabrication d un modèle aide pour le choix des d empreinte, permettant de préparer tout traitement instruments, et la répétition des techniques d opération maxillo facial (implants dentaires, prothèses, fractures, - Outil de communication entre le médecin et le etc...) patient. Une communication claire permet aux patients - Préparation et développement de moules de de bien comprendre leur future opération chirurgicale fabrication pour des implants ou des prothèses. ainsi que de prendre des décisions éclairées concer- Impression 3D / / / N 1 - juin 2011 11
horizons L APPLICATION DE L IMPRESSION 3D AU PACKAGING Suite à l émergence de nouvelles technologies et des énergies disponibles l organisation du travail industriel a été profondément bouleversé. L industrie grahique a de la même manière été soumise à ces évolutions. Avant les avancées technologiques, l industrie graphique était dénommée imprimerie. e terme d industrie graphique L(qui est le nom donné à l ensemble des acteurs qui constituent la chaîne de production d un produit graphique) est apparu après la Deuxième Guerre mondiale pour remplacer celui d imprimerie devenu trop générique. Seulement depuis les années 1990, l industrie graphique doit faire face à de nouvelle problématiques qui modifient profondément ce secteur d activité : - la révolution numérique liée à la puissance des processeurs et des cartes graphiques, - la révolution des moyens de communication engendrée par la démocratisation d internet et des téléphones mobiles, - la notion de développement durable et d environnement. Une innovation majeure devrait cependant bouleverser l industrie graphique notamment dans le cadre de la conceptionde packaging : l impression 3D. le packaging L emballage doit remplir plusieurs fonctions : - protéger les produits des agressions externes, - simplifier le stockage, la mise en rayon et la manipulation par le client, - informer le client du produit emballé (marque, date de péremption, traçabilité, notice, composition du produit emballé, certifications et labels,...), - promouvoir le produit par un emballage au volume et graphique attrayant, - défendre le consommateur en garantissant l inviolabilité du produit avant l achat, - défendre le fournisseur en évitant les fraudes, la contrefaçon (marquage invisible, hologramme,...). Aujourd hui, l industrie de l imprimerie et du papier offrent les moyens de produire des emballages les plus divers dont l impact environnemental est réduit. La clé de la réussite commence néanmoins par une bonne compréhension du besoin du client, avec une étude précise du projet et du procesus de vie de l élément emballé. D ou l importance de la création de prototype et de l impression 3D dans l élaboration du packaging. 12 Impression 3D / / / N 1 - juin 2011
horizons En effet, la plupart des décisions de conception sont prises très tôt dans le cycle de développement. Il s avère en moyenne que les premiers 10% du process de développement impactent à plus de 80% le coût total du produit. C est pourquoi la publicité et le marketing, les annonceurs et les commerçants ont besoin d avoir une idée plus précise des produits qu ils vendent. Aujourd hui c est une maquette numérique qui sert de référence au produit, mais la création de modèles 3D de leurs produits leur donne un avantage qui peut stimuler leurs ventes. Il est désormais indéniable que les modèles numériques ne répondent pas à tous les besoins dès lors que l on veut communiquer les détails de conception à sa direction, à un service marketing ou technique, et encore plus lorsqu il s agit de convaincre un client. L imprimante 3D permet d imprimer en quelques heures des prototypes à partir de n importe quel logiciel de CAO. Et donc de fournir un véritable prototype fonctionnel. Avant que le produit n ait été fabriqué, les personnes peuvent le toucher, le sentir, le tourner, le retourner, ou regarder à l intérieur. Ils peuvent aussi le tester et l évaluer bien avant sa commercialisation. L impression 3D permet donc de : - tester au plus tôt des solutions alternatives - valider les solutions techniques et/ou technologiques retenues pour le futur produit : ergonomie, aspect, procédés,...) - optimiser le produit Impression 3D / / / N 1 - juin 2011 13
horizons UTILISATEURS Comme vous pouvez le constater, les domaines concernés par cette technologie sont très nombreux. Il est donc difficile de faire une liste exhaustive de tous les utilisateurs (directs comme indirects) de cette technologie, d autant plus qu elle ne fera que s allonger au fil des mois. Nous avons donc choisi pour ce chapitre de classer les différents principaux acteurs utilisant ce procédé selon 2 catégories : utilisateurs externes / utilisateurs internes. es utilisateurs externes sont des sociétés utilisant Lcette technologie pour différents acteurs (particuliers, architectes,...) Voici une liste non-exhaustive de ces entreprises : - Poly-Shape - FigurePrint - Print Value - S culpteo - 3D Volume Print - d3d Print - I.Materi alise - OMFG - Protodemon - Shapeways - S olidexpress es utilisateurs internes sont des sociétés qui Lutilisent cette technologie au sein de leurs propres bureaux pour effectuer leur prototype eux même. Retrouvez ci-dessous quelques utilisateurs internes utilisant une imprimante 3D (liste non-exhaustive reccueillie grâce aux fournisseurs Objet Geometries et ZCorporation) : Adidas BMW Ikea Mattel Nike Skoda Mercedes Benz Procter & Gamble Fisher Price Gillette Philips Nokia Cartier Logitech Samsung Johnson & Johnson Boss Bayer Bosch Fender MIT Disney Motorola Hasbro Black & Decker Converse LG Electronics NASA Rolls Royce PLC Sony Timberland US Army Fleet Support US Naval Research Laboratory Impression 3D / / / N 1 - juin 2011 15
quelques adresses poly-shape S.A.S- Atelier de Beaumont 43, rue d'yerres 94440 Villecresnes - France Tel : 01 45 69 25 75 Fax : 09 81 67 25 74 Email : info@poly-shape.com sculpteo 15 rue René Coche, 92170 VANVES France Tel : 01 83 64 11 22 ; Fax : 01 46 42 67 76 ; Email : contact@sculpteo.com impression-3d 134 / 140 rue d Aubervilliers 75019Paris Tél: 01 72 75 61 91 Fax: 01 72 75 61 92 16 Impression 3D / / / N 1 - juin 2011
horizons L ÉVOLUTION DES IMPRIMANTES 3D D APRÈS 3D AVENIR Cette réalité de coût abordable pour le prototypage à la demande est née des visionnaires du MIT qui développèrent en 1993 la plus rapide et la moins coûteuse méthode de prototypage par impression en 3D. près la création en 1994 Ade Z corporation par quelques-uns de ces mêmes visionnaires, nous avons promis de mettre le prototypage à la demande à la portée de chaque concepteur ou ingénieur. Par cette promesse, il s agissait de développer des imprimantes en 3D qui s appuieraient sur les imprimantes de texte et qui évolueraient rapidement pour offrir vitesse, faible coût, précision, couleur et convivialité. première génération Les imprimantes en 3D arrivent En 1996, nous avons introduit la Z 402, la première imprimante 3D du marché, redéfinissant vitesse et faible coût dans le prototypage rapide. Les versions ultérieures telles que la Z402c et la Z406 introduirent l impression multicolore en 3D pour des modèles plus vifs et plus informatifs si nécessaire. deuxième génération troisième génération Focalisée sur une utilisation facile En 2007, la ZPrinter 450 lança la troisième génération d imprimantes en 3D, se focalisant sur une facilité d utilisation et la compatibilité de bureau. La solution tout en un (impression, dépoudreur), automatisée et autonome a accru la commodité et la convivialité au bureau. Elle fut suivie en 2008 par la ZPrinter 650, avec des tailles et des performances accrues, puis en 2009 la ZPrinter 350, qui rendit l impression en 3D encore plus abordable. Ces imprimantes ont permis l accessibilité en 3D à des nouvelles catégories d utilisateurs. Performance améliorée, faible coût et couleur En 2003, notre version ZPrinter 310 a permis une percée fulgurante car ne nécessitant qu une expérience utilisateur réduite et autorisant un prix abordable sans précédent. En 2005, le Spectre ZTM510 redéfinissait l impression en 3D avec une nouvelle génération d imprimantes haute résolution et des couleurs éclatantes. Impression 3D / / / N 1 - juin 2011 17
legende : schéma d'évolution des machines (distribuées par Z corporation) de 1995 à aujourd'hui 18 Impression 3D / / / N 1 - juin 2011
FORMIGA P 100 Plastic laser-sintering system for the direct manufacture of series, spare parts and functional prototypes The technology: Laser-sintering - the key to e-manufacturing Laser-sintering is well known as the technology of choice for ensuring the quickest route from product idea to market launch. Innovative companies from a broad range of industries are using this technology for e-manufacturing the fast, flexible and cost-effective production directly from electronic data for every phase of the product life cycle. The system: e-manufacturing in the compact class The FORMIGA P 100 represents laser-sintering in the compact class. With a build envelope of 200 mm x 250 mm x 330 mm, the FORMIGA P 100 produces plastic parts from polyamide or polystyrene within a few hours and directly from CAD data. The system is ideally suited for the economic production of small series and individualised products with complex geometry requirements which apply, among others, to the medical device industry as well to for high-value consumer goods. At the same time, it provides capacity for the quick and flexible production of fully functional prototypes and patterns for plaster, investment and vacuum casting. With turnaround times of less than 24 hours the FORMIGA P 100 can be perfectly integrated into a production environment that requires the highest level of flexibility. The system distinguishes itself also by comparatively low investment costs. Innovation for use in production The system offers its users several technical innovations. It has been designed to produce vertical walls with maximum surface quality. The extremely fine focus diameter enables wall thicknesses of as little as 0.4 mm. Thus, the system is ideally suited for small, detailed components such as connectors, just to name one example. The revolutionary dosage and recoating system ensures a high product quality and process stability. Several new features make the system extremely user-friendly, and it requires only a minimum of accessories. As a result, energy consumption is comparatively low leading to reduced operation expenses. The FORMIGA P 100 is compact and easy to install. As a result, there are little requirements to the set-up conditions. The installation and adjustment of the system has also been simplified and can be completed now within one working day. Data preparation can easily take place at the users s workplace once again lending itself to decentralised production. Automation and intelligent functionality Due to its ergonomic peripheral devices and the high degree of automation, the FORMIGA P 100 offers user-friendly handling, the optimum level of productivity as well as excellent integration into
dossier technique LE PRINCIPE DE LA TECHNOLOGIE L impression 3D est une technique de prototype rapide récente. Issue du MIT (Massachussets Institute of Technology), elle permet de produire un objet réel à partir d un fichier CAO en le découpant en tranches puis en déposant ou solidifiant de la matière couche par couche pour, en fin de compte, obtenir la pièce terminée. outes les technologies sont Tbasées sur la découpe de l objet virtuel 3D en fines lamelles 2D de très fine épaisseur. Ces fines lamelles sont déposées une à une en les fixant sur les précédentes, ce qui reconstitue l objet réel. Le principe est donc assez proche de celui d une imprimante 2D classique : pour certaines, les buses utilisées sont d ailleurs identiques aux imprimantes de bureau. C est l empilement de ces couches qui créé un volume. Il existe différents types de technologies, les principales sont : - SLA (Stéréolithographie) - FDM (Fused Deposition Modeling) - SLS (Selective Laser Sintering) - AM ou ALM (Additive - Layer - Manufacturing) - MJM (Modelage à Jets Multiples) la sla (stéréolithographie) a photopolymérisation Lest le premier procédé de prototypage rapide à avoir été développé dans les années 1980. Le nom de SLA (pour StereoLithogrAphy) lui a été donné. Il repose sur les propriétés qu ont certaines résines à se polymériser sous l effet de la lumière et de la chaleur (en général une résine spéciale sensible au traitement ultra violet). Dans ce procédé, une plateforme mobile est plongée dans une cuve de résine liquide. Cette plateforme supporte le modèle en cours de fabrication. La plateforme est positionnée à une profondeur H en dessous du niveau de la résine. Un laser fixe et un dispositif de contrôle du faisceau surplombent la plateforme. Le contrôle de la direction du faisceau s effectue à l aide de déflecteurs qui sont des miroirs très précis (très plats) montés sur des galvanomètres. L utilisation de deux de ces dispositifs de contrôle permet de diriger le faisceau en n importe quel point de la plateforme. Les tranches constituant le modèle sont ensuite traitées une par une : le faisceau laser balaie la surface de résine liquide en fonction de la forme de la tranche définie informatiquement. Sous l effet de la lumière le photoinitiateur forme un radicalaire et les monomères sont instantanément pontés entre eux formant un polymère solide. La plateforme descend ensuite d une hauteur h (La hauteur h est la résolution qui a été choisie pour la production de l objet) et le processus se renouvelle pour chaque tranche. Les objets deux dimensions ainsi produits sont superposés pour produire la structure complète. Une fois terminé, le modèle est sorti de la cuve et le mélange non polymérisé est dissout dans un solvant adéquat. La dernière étape consiste en une cuisson de l objet afin de le durcir. 20 Impression 3D / / / N 1 - juin 2011
dossier technique avantages Précis, fini de surface lisse. inconvénients Les options matérielles sont limitées, les modèles de couleur ne peuvent pas être créés. la fdm (fused deposition modeling) ette technique consiste Cà faire fondre une résine (généralement du plastique) à travers une buse chauffée. Un petit fil de plastique, de l ordre du dixième de millimètre, en sort. Ce fil est déposé en ligne et vient se coller sur ce qui a été déposé au préalable. avantages Résistance des matériaux, des modèles de couleur peuvent être créés. inconvénients Finition rugueuse de la surface. Impression 3D / / / N 1 - juin 2011 21
dossier technique la sls (selective laser sintering) ette technique est similaire à Cla SLA, car une résine ou un liquide spécial est utilisé, sauf que deux lasers sont synchronisés et leur point de rencontre créé une énergie nécessaire pour le durcissement de la matière. La technologie du frittage sélectif par laser fonctionne en utilisant du CO2 (dioxyde de carbone), un laser et un matériau en poudre. Le matériau en poudre est placé sur la plate-forme de la construction en plusieurs couches. Sur la base des données 3D, le laser CO2 lie la couche de matériau en poudre par couche pour construire le modèle. avantages Grande résisitance des matériaux inconvénients Moins précis, surface rugueuse, les modèles de couleur ne peuvent pas être créés. 22 Impression 3D / / / N 1 - juin 2011
dossier technique la mjm (modelage à jets multiples) Les imprimantes 3D basées Lsur cette technologie utilise un matériau en poudre et un liant liquide pour construire le modèle. Le fonctionnement est similaire au frittage sélectif par laser, mais au lieu d utiliser un laser UV, olyjet et Ployjet Matrix sont Pdes nouvelles technologies qui ont été introduites par Objet Geometries en 2000 et 2007 respectivement. La technologie Polyjet oeuvre par le jet de photopolymère en couches ultra-minces sur une plate-forme de construction. Polyjet matrice permet également le jet simultané de différents types de matériaux. Une cure de lumière UV est apil utilise un liant liquide qui lie le matériau en poudre. Ce liant liquide est pulvérisé par l impression jet d encre, ce qui forme les couches d impression 2D. avantages Plus précis, à haute définition des modèles de couleurs peuvent être créés. inconvénients Matière brute, la force de surface moins, finition. Polyjet et ployjet matrix pliquer à chaque couche immédiatement après qu elle soit projetée. Peut produire des modèles plus précis avec une épaisseur de couche d environ 16 microns. inconvénients Matière brute, la force de surface moins solide. avantages Plus précis, finition de surface lisse, bon détail caractéristique, les modèles de couleur peuvent être créés. Jet simultané de plusieurs matériaux. Impression 3D / / / N 1 - juin 2011 23