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Le rendez-vous de l'innovation #6

22 septembre 2021

La fabrication additive, un secteur en pleine expansion

Apparue dans les années 80, la fabrication additive (ou impression 3D) s’oppose à la fabrication soustractive où l’on enlève de la matière pour atteindre la forme désirée. Dans la fabrication additive, les pièces en 3D sont construites par addition de couches successives de matière sous contrôle d’un ordinateur.

Cette technique s’est développée grâce à la démocratisation des imprimantes 3D plus compactes et plus abordables, se basant généralement sur la technique de dépôt de matière en fusion pour fabriquer des pièces. Cependant, de nombreuses autres technologies et procédés existent.

Un large panel de matériaux

Les polymères sont actuellement les matériaux les plus répandus dans le domaine, principalement pour leur praticité, leur légèreté et leur prix. Les principaux matériaux utilisés sont l’ABS (acrylonitrile butadiène styrène) permettant d’obtenir des surfaces polies et résistantes, le polyamide (ou nylon) dont la robustesse et la ductilité importantes en font un matériau de choix pour les prototypes fonctionnels, et le polycarbonate, matériau léger qui, renforcé de fibres, peut être utilisé pour imprimer des pièces d’une rigidité et d’une résistance élevées.

Grâce aux progrès réalisés sur les machines d’impression, plusieurs matériaux peuvent aujourd’hui être imprimés en 3D (polymères, métaux, céramiques, bois, béton, etc.) et ce, à partir de divers procédés : le frittage sélectif par laser (SLS), la stéréolithographie (SLA), ou la fusion sur lit de poudre pour n’en citer que quelques-uns. Le choix de la technique appropriée est dicté par l’application visée et la complexité de la pièce à produire. Des propriétés mécaniques, thermiques, acoustiques, vibratoires, électromagnétiques, peuvent aussi être recherchées et conduire à utiliser l’une ou l’autre des technologies. Aujourd’hui, même des métaux comme le Titane, le Cobalt et l’or peuvent être imprimés en 3D, ouvrant la voie vers une infinité d’applications.

Une diffusion de plus en plus large

La vitesse d’impression, la répétabilité, la qualité et la flexibilité des matériaux propres à cette technologie ont longtemps limité son utilisation au prototypage rapide et à la visualisation pré-production de modèles.

Sous l'impulsion des dernières grandes avancées technologiques, la fabrication additive est aujourd’hui utilisée pour fabriquer des produits finis à destination de l’industrie aéronautique, la dentisterie, les implants chirurgicaux, ou encore l’automobile. Cette technique s’est imposée particulièrement dans les applications aéronautiques et spatiales car le gain de complexité offert aux géométries des objets permet d’obtenir des composants légers et de consolider les assemblages en réduisant le nombre de composants, le Graal pour les constructeurs.

Une technologie de rupture

Aujourd’hui de nouveaux domaines ont été conquis. En plus du bâtiment, avec les premières maisons imprimées pouvant être prêtes en quelques jours, le domaine du luxe et de la médecine portent un grand intérêt envers cette technique.

L’impression 3D permet désormais aux grandes marques comme Chanel (première brosse de mascara en 3D), ou Nike (modèle de chaussures Zoom Vaporfly Elite Flyprint), de se démarquer en offrant des produits uniques et optimisés.
Dans le domaine médical, elle offre dorénavant la possibilité aux chercheurs d’imprimer des tissus et des muscles se rapprochant de la nature, ouvrant une nouvelle voie dans l’ingénierie tissulaire. L’impression 3D renforce donc sa position comme l’une des grandes mutations de ce début de XXIe siècle pour plusieurs secteurs industriels, et son utilisation ne va cesser de se diversifier dans les prochaines années !

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