Impression 3D et fabrication additive : Quelle différence y a-t-il ?

L’impression 3D est l’une des plus grandes découvertes du XXe siècle. Elle comporte de nombreux avantages, si bien que de nombreuses entreprises ont été conquises. Pourtant, lorsqu’il s’agit de ce domaine, la fabrication additive est souvent concernée. 

A quoi renvoient les termes « fabrication additive et impression 3D » ?

La fabrication est la méthode qui consiste à créer une pièce par ajout de matière, d’où son nom. En réalité, il n’y a aucune différence entre fabrication additive et impression 3D si ce n’est que le premier est plutôt utilisé dans le domaine industriel, c’est-à-dire pour une application professionnelle. Le second, par contre, est plutôt dédié au grand public et aux médias. L’impression 3D a été démocratisée avec l’apparition des premières imprimantes 3D personnelles.

Concrètement, qu’est-ce que l’impression 3D ?

L’impression 3D est une technique de fabrication additive dont l’idée est de matérialiser un objet conçu en 3D sur ordinateur. C’est un concept qui a vu le jour dans les années 80. Le but était de trouver une méthode de prototypage rapide en fabriquant une pièce tranche par tranche. Le premier brevet commercial fut déposé en 1986 par Chuck Hull et la technique utilisée était la « stéréolithographie ».

Plus tard, de nombreuses technologies d’impression sont apparues, et on assiste aujourd’hui à ce que beaucoup considèrent comme un grand tournant dans le milieu industriel. En effet, la fabrication additive s’oppose à l’usinage qui est une technique de fabrication soustractive.

Quelles sont les différentes techniques de l’impression 3D ?

La stéréolithographie ou SLA est la polymérisation d’une résine sous l’effet d’un laser ou d’une source UV. 

Le frittage laser sélectif ou SLS (Selective Laser Sintering) désigne la solidification ou la fusion de poudre grâce à l’action d’un laser.

Le dépôt de fil ou FDM (FusedDepositingModelling) est la technique la plus utilisée aujourd’hui, car il est accessible à tous. 

Leliage de poudre ou Binder Jeting, dont le principe est de pulvériser un liant sur un lit de poudre. Le tout se solidifie ensuite pour donner la pièce finale.

Le jet de matière ou Polyjet ou MaterialJetting repose sur la photopolymérisation de fines gouttelettes de polymères déposées par couche.

De ces procédés vont naître d’autres techniques encore plus révolutionnaires comme le frittage laser direct de métal, la fusion par faisceau d’électrons, ou encore le multi jet fusion

Quels sont les matériaux utilisés pour l’impression 3D ?

Si au début, seul le plastique (sous forme de résine) pouvait être imprimé, désormais, divers matériaux peuvent être employés. C’est le cas de l’impression 3D métal grâce auquel il est possible de créer des objets en titane, en aluminium ou en acier inoxydable. Les chercheurs travaillent également sur la bio-impression pour produire des tissus biologiques. Néanmoins, la fabrication d’organes viables destinés à la transplantation reste encore inaccessible. Il existe également des imprimantes 3D alimentaires dont l’idée a été préconisée par la NASA en 2006. 

Il est tout de même important de rappeler que peu importent la technologie d’impression 3D et le matériau, le principe reste inchangé. Le modèle doit être créé au préalable sur ordinateur à l’aide un logiciel de modélisation 3D compatible avec l’imprimante. 

Le prototypage rapide ou Rapidprototyping (RP)

La fabrication additive ne peut être mentionnée sans parler du prototypage rapide. C’est la raison d’être de l’impression 3D. Lors de la fabrication d’un produit, le prototypage est une étape indispensable. Il permet de juger si un projet est réalisable à grande échelle ou non. Cependant, la production d’un prototype fonctionnel nécessite un investissement considérable autant en temps qu’en argent. Les processus traditionnels d’usinage demandent des installations et des outillages spécifiques. 

La conception d’un prototype à partir d’un modèle CAO a été la première application opérationnelle de la fabrication additive. Jusqu’à aujourd’hui, le RP détient encore 70% du marché de l’impression tridimensionnelle. Il faut avouer que grâce à cette méthode, les industries gagnent du temps et économisent de l’argent. La technique permet même de fabriquer des objets ayant une structure complexe sans outillage ni usinage.