Imprimantes 3D: Comment ça marche? Etat des lieux au Cameroun
- Écrit par lesGeeks.cm
La révolution industrielle des 18ème et 19ème siècles a mis le pouvoir de fabrication entre les mains des industries et loin de la portée de "Monsieur tout le monde". L'impression en 3D a le potentiel pour renverser cette tendance. Posséder une imprimante 3D c'est en effet être en mesure de fabriquer tout type d'objet.
L'on a vu des voitures au design hors du commun, des pièces de rechange, des figurines et même de la nourriture produites par des imprimantes 3D. Cette capacité à matérialiser tout objet de notre imagination explique clairement la forte démocratisation des imprimantes 3D depuis 2009. L'Afrique a apporté sa contribution à ce vent révolutionnaire. En 2013, la startup Togolaise WoeLab a conçue une imprimante 3D à base de déchets électroniques, ce qui lui a valu le prix du Global Fab Award à Barcelone en Juillet dernier. Au Cameroun, loin de la conception, le distributeur d'équipements informatique INTEK serait actuellement en train d'explorer les applications de cette nouvelle technologie dans le contexte national. Affaire à suivre... Pour l'instant voyons comment fonctionnent les imprimantes 3D.
Dans son principe de fonctionnement, l'impression en 3D ne diffère pas grandement de celle en 2D que l'on connait bien: Un modèle (image, texte, etc...) est fournit à l'imprimante qui se charge de le reproduire à l'aide du matériel contenu dans ses cartouches (encre pour les imprimantes 2D, plastic ou métal pour les imprimantes 3D). La différence majeure c'est évidemment le volume des impressions 3D, qui est obtenu par superposition de multiples impressions 2D (c'est d'ailleurs la raison pour laquelle les imprimantes 3D sont aussi appelées imprimantes additives). Mais avant de rentrer dans ces détails, revenons à la première étape de toute impression 3D.
CONCEPTION D'UN MODELE: Il s'agit de concevoir une version numérique de l'objet à imprimer à l'aide de logiciels spécialisés dont certains sont propriétaires (AutoCAD, AllyCAD, BricsCAD, etc...) et d'autres libres (FreeCAD, libreCAD, OpenCAD, etc...) sous Linux, Windows et Macs. Ce modèle définit de manière précise les dimensions de l'objet, la longueur de chaque arête, le rayon de chaque cercle ou demi-cercle, la mesure de chacun des angles, etc... L'impression n'est réalisée que sur la base du fichier CAD contenant le modèle. En faisant un rapprochement avec l'impression 2D traditionnelle, cette étape correspond à la rédaction du texte ou au dessin de l'image à imprimer. De même qu'il est possible de télécharger un document WORD et l'imprimer, il existe des fichiers CAD téléchargeables sur internet que vous pouvez utiliser directement sur votre imprimante 3D. Le fichier CAD peut être envoyé à l'imprimante via un port USB ou une carte SD (suivant le modèle d'imprimante) pour impression.
L'IMPRESSION: L'impression proprement dite commence par la segmentation de l'objet à imprimer en une multitude de couches horizontales qui seront empillées les unes sur les autres. La hauteur de chacune des couches est fonction du matériel et de l'imprimante utilisés. Chaque couche est ensuite imprimée suivant l'une des 5 méthodes d'impression 3D.
- IMPRESSION PAR DEPOT DE MATIERE: c'est la méthode la plus employée. Elle consiste à déposer couche par couche un fil de matière thermoplastique ou métallique fondu. Le fichier CAD fournit à l'imprimante les coordonées X et Y à respecter par la tête de lecture pour imprimer chacune des couches qui constitue l'objet. La matière fondue est solidifiée en contact avec la température ambiante.
- LA STEREOLITHOGRAPHIE: Elle consiste à solidifier un liquide photopolymère par rayonnement ultraviolet. Le liquide est déposé suivant les coordonnées précises du fichier CAD et solidifié quasi-instantanément. L'objet est ensuite rincé pour se débarassé de l'excès de résine et cuit dans un four pour solidifier la matière plastique.
- LE POLYJET: L'impression 3D par Polyjet est similaire à l'impression par Stereolithographie. Un liquide photosensible est déposé goute par goute sur le support d'impression suivant des coordonnées très précise, et solidifié instantanément par rayonnement ultraviolet. Les imprimante 3D à Polyjet sont cependant dotées de têtes de lecture à 16 embouts, ce qui permet de combiner plusieurs matériaux différents.
- LE FRITTAGE LASER: Ici, une poudre de métal est déposée sur tout le support de l'impression. Un faisceau laser très puissant va ensuite fusionner la poudre suivant le motif de chacune des couches horizontale du fichier modèle fournit. Ce processus va se répéter jusqu'à obtention de l'objet.
- AGGLOMERATION DE POUDRE PAR COLLAGE: Comme pour le frittage laser, de la poudre est déposée sur le support d'impression. Ensuite, la tête de lecture suit les coordonnées du fichier modèle pour déposer de petites gouttes de Glue. Chaque couche de l'objet est ainsi imprimée jusqu'à obtention d'une replique du modèle.
Production de pièces de rechange, production d'objets de communication (stylos, portes clés, ...), production de jouets ou autres figurines, les applications de l'impression en 3D n'ont de limite que notre imagination.
