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L'œil de l'expert
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Impression 3D et plastique : une relation d'avenir

Lundi 03 Mars 2014  |  L'œil de l'expert
Impression 3D et plastique : une relation d'avenir

Développée par le MIT (Massachussetts Institute of Technology) et brevetée en 1986, l’impression 3D se développe de manière exponentielle depuis quelques années. Quel est le principe de cette nouvelle technologie ? Quels en sont les bénéfices à attendus ?


Qu’est-ce que l’impression 3D ?

Le principe de l’impression 3D est de produire un objet à partir de sa modélisation en 3D, réalisable grâce à l’utilisation d’un logiciel de CAO ou en scannant soi-même l’objet par le biais d’un scanner spécifique. Une fois le fichier réalisé, l’imprimante 3D entre en jeu. Elle applique plusieurs milliers de couches de matières successives, fusionnant et créant alors un liant spécifique.

L’impression ne prend que quelques heures et permet de créer des objets complexes sans avoir besoin de développer un moule ou un outillage au préalable.

Cette technologie utilise une large gamme de matières et le plastique n’est pas en reste : ABS, PLA, polyamides, résines… Leurs caractéristiques techniques en font des matières très appréciées pour une utilisation 3D.

 

Quels impacts pour les entreprises industrielles ?

Cette nouvelle méthode de production engendre des impacts pour les entreprises industrielles, les poussant à s’adapter rapidement et à remettre en cause certains process de fabrication, au sein même de leur chaîne de valeur.

Le prototypage rapide est l’usage le plus répandu de l’impression 3D car il permet de valider une forme en réalisant des gains importants de temps et d’argent. Pour en bénéficier, les process de R&D devront être ajustés pour répondre aux exigences de ce type de prototypage.

L’impression 3D remet également en cause la chaîne de valeur traditionnelle des entreprises industrielles. La standardisation des pièces accroit leur besoin de différenciation au travers de la proposition de produits de plus en plus personnalisés. La nécessité de maîtriser rapidement de nouvelles compétences est donc forte. Les entreprises qui intégreront rapidement les exigences de l’impression 3D et ses contraintes bénéficieront d’un avantage concurrentiel non négligeable sur leur marché. Elles pourront proposer des produits à plus faible coûts, plus performants, plus personnalisés…

 

3D et domaines d’application

L’impression 3D en matière plastique se démocratise et intègre tous les secteurs d’activité : l’aérospatial, l’automobile, la défense et même le médical qui enregistre une très forte croissance en termes de développement de nouveaux champs d’applications 3D.

Dans le secteur de la santé, les applications se multiplient majoritairement dans les domaines des prothèses et autres implants médicaux.

L’implant en thermoplastique PEEK (Polyéther-éther-cétone) en est un bon exemple. Fabriqué par le Oxford Performance Materials en 2013, il a été modélisée en 3D à partir du crâne d’un patient afin de s’y adapter parfaitement. Sa composition lui confère des propriétés de légèreté, flexibilité et résistance aux abrasions. Le PEEK est également plus proche de l’os humain que n’importe quelle autre matière.

L’aérospatial n’est pas en reste grâce à la fabrication via l’impression 3D d’un plastique très rigide qui permettrait la construction de navettes spatiales nouvelles générations.

Quant aux « objets connectés », l’impression 3D favorise leur émergence et les initiatives se multiplient. Microsoft développe actuellement une nouvelle imprimante 3D capable d’imprimer et d’assembler des composants électroniques pour créer un produit de A à Z.

 

Impression 4D : une nouvelle vision en 4 dimensions

Alors que l’impression 3D continue sa progression….la 4D arrive déjà à grands pas.

L’impression 4D emploie des matériaux « intelligents » et intègre une nouvelle dimension : le temps. Il ne s’agit pas ici de rapidité d’impression mais de l’évolution de l’objet une fois imprimé : changement de forme, assemblage autonome. De nouvelles fonctionnalités qui se réaliseront en fonction de facteurs extérieurs comme la chaleur, l’humidité, la lumière ou les vibrations.

Skylar Tibbits du MIT a récemment présenté un prototype d’objet capable de s’assembler de manière autonome au contact de l’eau. Les polymères constituant l’objet se métamorphosent une fois plongé dans un liquide jusqu’à former la figure géométrique prédéfinie.

Alors, l’impression 4D annonce-t-elle une nouvelle révolution industrielle ? «Plutôt qu’une rupture, c’est une évolution, qui provient de la rencontre de deux domaines de mieux en mieux maîtrisés : l’impression 3D et la science des matériaux »(1) résume Pierre Abeilhou, chercheur au CNRS de Toulouse.

 

Le CFP s’est récemment doté d’une imprimante 3D dans son atelier du 8ème arrondissement de Lyon afin de rester au plus près des nouvelles innovations et de pouvoir offrir une nouvelle expertise à ses stagiaires.

 
Pour aller plus loin :

  Suivre la formation : Découvrir la fabrication additive ou "impression 3D" à partir de matériaux plastiques

 

 

(1) Source : Libération.fr - "Impression 4D : les objets prennent leur pli" - Citation de Pierre Abeilhou, chercheur au CNRS - http://www.liberation.fr/economie/2013/11/24/impression-4d-les-objets-prennent-leur-pli_961661

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