1- Introduction à l'impression 3D

La fabrication additive ou impression 3d a été développé pour le prototypage rapide. Dans les années 60, plusieurs technologies ont été développées.

Grâce au progrès de l'informatique et de la robotique, on a vu l'apparition de la Fabrication Assistée par Ordinateur (FAO). La FAO permet la réalisation de pièces à partir de machine à commande numérique (MCN). Les machines à commandes numériques utilisent 2 méthodes:

  1. L'enlèvement de matière à partir d'une pièce brute (centre d'usinage, fraiseuse,...)
  2. L'ajout de matière couche par couche

 

Nous allons nous intéressé plus particulièrement à cette dernière méthode.

L'impression 3D est un moyen de prototypage et de fabrication rapide qui consiste à réaliser une pièce à partir d'un fichier numérique 3D en empilant des couches une par une pour la fabrication de cette pièce.Ainsi la réalisation d’objets 3d peut se faire avec moins de contraintes de forme.

 

2- Dépot de Matière fondue

Ce procédé de fabrication consiste à déposé de la matière fondue plastique ou métalique sur un support. La buse se déplace suivant ce support suivant des axes x,y et z afin d'empiler au fur et à mesure des couches de matières fondues.

2-1- Du modèle à l'objet

 Avant d'imprimer un objet 3D suivant le procédé FDM, il faut passer par  plusieurs étapes:

  • Création du modèle 3D avec un logiciel de DAO (Dessin Assisté par Ordinateur)
  • Transfert du modèle au format STL
  • Tranchage 
  • Impression 3D

 

L'impression 3d peut se faire avec dépôt de métal fondu ou dépôt de filament extrudé fondu.

2-2- Impression 3d avec dépôt de métal fondu

En 1995, le laboratoire national américain Sandia a développé le procédé LENS. Ce procédé de construction laser additive directe consiste à déposer des couches de métal fondu. Afin de fondre une poudre métallique déposée par une buse, on utilise un laser à haute puissance. 

Le métal fondu est déposé par gravité. Un gaz de vecteur inerte est parfois employé pour éviter l'oxydation.

 

2-3- Impression 3d avec dépôt de filament extrudé

Le procédé d'impression 3D par fusion de fil extrudé en plastique consiste à mettre en fusion un fil en plastique et de le déposer en couches successives. 

Les matériaux du fil utilisés pour cette technique sont très divers: la cire, le plastique ABS, le polyamide, le polypropylène, le nylon, le polyéthylène, etc.

Ce procédé d'impression permet l'utilisation de plusieurs matériaux à la fois pour pouvoir imprimer un produit multimatériaux ou multicouleurs.