La technologie d’impression 3D est en plein essor. Mais passรฉ lโeuphorie du dรฉpart oรน tout le monde souhaite imprimer tout et nโimporte quoi, nous arrivons au stade pratique et surtout utile. Cette technologie est employรฉe dans de nombreux secteurs et un nombre croissant d’entreprises lโadoptent, car elle recรจle un immense potentiel pour les chaรฎnes d’approvisionnement, le dรฉveloppement de produits. Elle permet ainsi de crรฉer de nouveaux modรจles commerciaux plus rapidement. Mais comment est-elle concrรจtement implantรฉe dans le process industriel ?
La technologie de fabrication numรฉrique, รฉgalement appelรฉe impression 3D ou fabrication additive, permet de crรฉer des objets physiques ร partir d’une reprรฉsentation gรฉomรฉtrique ou d’un modรจle de conception assistรฉe par ordinateur (CAO), par ajouts successifs de matรฉriaux.
Cette technologie est vรฉritablement innovante et polyvalente. Il ouvre de nouvelles opportunitรฉs et possibilitรฉs pour les entreprises qui cherchent ร amรฉliorer l’efficacitรฉ de la fabrication. Dโailleurs, les thermoplastiques conventionnels, la cรฉramique, les matรฉriaux ร base de graphรจne et le mรฉtal sont les matรฉriaux qui peuvent maintenant รชtre imprimรฉs en utilisant lโimpression 3D.
Cette technologie a donc le potentiel de rรฉvolutionner les industries et de changer la chaรฎne de production. Son adoption augmentera la vitesse de production tout en rรฉduisant les coรปts. Comment concrรจtement est-elle implantรฉe dans les industriesย ?
Quelles imprimantes 3D pour les entreprisesย ?
Les imprimantes se prรฉsentent sous diffรฉrentes formes et tailles et peuvent รชtre configurรฉes de diffรฉrentes maniรจres en fonction des objectifs finaux. Mais couramment, celles utilisรฉes dans lโindustrie peuvent รชtre divisรฉes en deux types distincts : soit la modรฉlisation des dรฉpรดts en fusion ou SLA (stรฉrรฉolithographie), soit lโimpression 3D rรฉsine.
Dans le premier cas, lโimprimante est simplement un dispositif de traรงage. Elle pousse un filament en plastique fondu, ร travers une buse chaude pour dรฉposer les couches dans la surface d’impression sur une armature, prรฉalablement rรฉalisรฉe. Une fois lโimpression achevรฉe, l’utilisateur retire le support ou le dissout dans du dรฉtergent et de l’eau.
Dans le deuxiรจme cas, il sโagit presque de lโopposรฉ du premier. Au lieu de faire fondre le plastique dans un liquide, lโimprimante utilise un liquide rรฉactif aux UV qui durcit sous la lumiรจre. Chaque couche est ยซย durcieย ยป ร l’aide d’un rรฉseau de LED, qui รฉmet de la lumiรจre selon un motif dรฉfini.
Sโaffranchissant des contraintes liรฉes aux techniques de fabrication traditionnelles, lโimpression 3D est la technologie idรฉale pour du prototypage rapide par exemple (lโun de ses usages les plus courants). Il existe aussi des imprimantes 3D industrielles, plus avancรฉes, utilisรฉes pour la fabrication en sรฉrie dโobjets finis et de piรจces opรฉrationnelles.
Les utilisations industrielles de lโimpression 3D
En premier lieu, dans l’industrie aรฉrospatiale, lโimpression 3D a le potentiel de fabriquer des piรจces lรฉgรจres, des gรฉomรฉtries amรฉliorรฉes et complexes, ce qui peut rรฉduire les besoins en รฉnergie et les ressources. De fait elle peut entraรฎner des รฉconomies de carburant en rรฉduisant le matรฉriau utilisรฉ pour produire les piรจces. Les alliages ร base de nickel sont prรฉfรฉrรฉs en raison des propriรฉtรฉs de traction, de la rรฉsistance ร l’oxydation/corrosion et de la tolรฉrance aux dommages.
En second lieu, le monde mรฉdical est un domaine extrรชmement propice ร lโutilisation de cette technologie, car chaque personne est unique. En effet, en mรฉdecine dentaire, en orthopรฉdie et tout autre domaine nรฉcessitant des implants (chirurgie cardiaque, etc.), les produits mรฉdicaux doivent รชtre parfaitement adaptรฉs. Ces domaines ont besoin de piรจces dont les matรฉriaux et la mise en ลuvre rรฉpondent ร des normes de qualitรฉ extrรชmement รฉlevรฉes. Il en va de mรชme pour les instruments chirurgicaux spรฉcialisรฉs et les dispositifs mรฉdicaux.
Ensuite, l’utilisation de la technologie d’impression 3D dans l’industrie automobile permet ร l’entreprise d’essayer diverses alternatives et de mettre l’accent sur les รฉtapes d’amรฉlioration, ce qui incite ร une conception automobile idรฉale et efficace et rรฉduit le gaspillage et la consommation de matรฉriau. Par exemple, Ford est le leader dans l’utilisation de la technologie d’impression pour produire des prototypes et des piรจces de moteur.
Dans un quatriรจme temps, dans lโindustrie de l’architecture, du bรขtiment et de la construction, la technologie d’impression 3D est une alternative รฉcologique et offre des possibilitรฉs illimitรฉes quant ร la rรฉalisation de gรฉomรฉtrie complexe. Sans compter que les entreprises peuvent concevoir et crรฉer le visuel du bรขtiment rapidement et ร moindre coรปt, tout en รฉvitant les retards et en aidant ร identifier les zones problรฉmatiques. Ainsi, les ingรฉnieurs et architectes peuvent communiquer plus efficacement et plus clairement avec leur client.
Dans un cinquiรจme temps, lโindustrie du textile nโest pas en reste, tout comme le matรฉriel mรฉnager ou tout autre produit de la vie courante. Par exemple, la premiรจre gรฉnรจre une รฉnorme quantitรฉ de dรฉchets, qui finissent dans les dรฉcharges, lโimpression 3D permet alors la confection de vรชtements sur mesure et totalement personnalisรฉs.
De maniรจre รฉtonnante, on retrouve รฉgalement cette technologie dans lโindustrie alimentaire. En effet, il existe une demande croissante pour le dรฉveloppement d’aliments personnalisรฉs pour des besoins diรฉtรฉtiques spรฉcialisรฉs, tels que les athlรจtes, les enfants, les femmes enceintes, les patients, etc., qui nรฉcessitent une quantitรฉ diffรฉrente de nutriments en rรฉduisant la quantitรฉ d’ingrรฉdients inutiles et en amรฉliorant la prรฉsence d’ingrรฉdients sains. ย Concrรจtement, en utilisant la technologie d’impression 3D, des matรฉriaux spรฉcifiques peuvent รชtre mรฉlangรฉs (enzymes, vitamines, etc.) et transformรฉs en diverses structures et formes complexes.
Lโintelligence artificielle, avenir de lโimpression 3D
Les scientifiques et les ingรฉnieurs dรฉveloppent constamment de nouveaux matรฉriaux aux propriรฉtรฉs uniques pouvant รชtre utilisรฉs pour l’impression 3D, mais trouver comment imprimer avec ces matรฉriaux peut รชtre une รฉnigme complexe et coรปteuse.
Souvent, un opรฉrateur expert doit multiplier les essais โ รฉventuellement en rรฉalisant des milliers d’impressions โ pour dรฉterminer les paramรจtres idรฉaux (vitesse d’impression et quantitรฉ de matรฉriau dรฉposรฉ), permettant une impression systรฉmatique efficace.
Les chercheurs du MIT ont rรฉcemment mis au point une intelligence artificielle pour rationaliser cette procรฉdure, basรฉe sur lโapprentissage automatisรฉ utilisant la vision par ordinateur pour surveiller le processus de fabrication, puis corriger les erreurs dans la faรงon dont il traite le matรฉriau en temps rรฉel. Cela pourrait permettre aux ingรฉnieurs d’incorporer plus facilement de nouveaux matรฉriaux dans leurs impressions, ce qui pourrait les aider ร dรฉvelopper des objets dotรฉs de propriรฉtรฉs รฉlectriques ou chimiques particuliรจres. Cela pourrait รฉgalement aider les techniciens ร ajuster le processus d’impression rapidement si les conditions matรฉrielles ou environnementales changent de maniรจre inattendue.
La technologie de lโimpression 3D est donc un alliรฉ de choix, devenant essentielle dans de nombreux domaines industriels. Le dรฉveloppement constant de nouvelles techniques et de matรฉriaux permettra surement aux entreprises de sโadapter ร notre monde en plein bouleversement รฉconomique, technique, sociรฉtal et climatique.