- Il est désormais possible d’imprimer des objets de décoration, et même des organes humains !
- La rapidité avec laquelle cette technologie permet aux entreprises de tester de nouveaux prototypes ses traduit par une importante baisse des coûts
Bientôt, avoir une imprimante 3D chez soi sera aussi normal que d’avoir une imprimante papier, ce qui signifie que l’échange de données « objets » sera aussi habituel que l’échange actuel de chansons, de vidéos, etc.
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Vidéo de l’édition de l’an dernier du salon 3D Printshow, à Londres.
Nous voici face à un grand changement qui ouvre un vaste champ d’applications industrielles et domestiques. Les nouveautés se succèdent à une telle vitesse ces derniers mois que le débat est d’ores et déjà ouvert : Faut-il, oui ou non, mettre des limites à l’impression d’objets ? Il s’est par ailleurs une fois de plus avéré que la législation en vigueur est à la traîne face à la vitesse vertigineuse à laquelle la technologie se développe.
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Une imprimante de MakerBot en train d’imprimer un immeuble parisien
La technologie de base n’est pas nouvelle, mais les dernières avancées sont révolutionnaires
Cela fait déjà des années que les imprimantes 3D sont utilisées pour faire, par exemple, des implants dentaires ou des pièces pour automobiles. De fait, l’exposition qui vient d’être montrée au musée d’art de McDonough, dans le Ohio (Re-Shaping Ideas, Ingenuity in 3D Technology) retrace l’évolution de ces imprimantes au long des 25 dernières années.
Le grand bond en avant provient des avancées de cette dernière année ; elles permettent d’imprimer des objets très sophistiqués, elles multiplient les applications et elles rendent les imprimantes accessibles aux petites entreprises et à l’utilisation domestique.
Le sujet est suggestif et complexe. Nous l’aborderons donc partie par partie.
Qu’est-ce qu’une imprimante 3D ?
Tout comme une imprimante traditionnelle nous permet de transposer un texte de l’ordinateur à une feuille de papier, les imprimantes 3D rendent possible la matérialisation d’un objet dans ses trois dimensions (largeur, longueur et hauteur). C’est à dire que si nous disposons des données tridimensionnelles d’un objet, qu’il soit simple ou complexe, dans notre ordinateur, l’imprimante 3D le « transposera » dans la réalité, à portée de main.
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PBS Digital Studios.
Technologie et types
La technologie a recours à un logiciel de 3D pour dessiner l’objet et « traduire » l’information de ses couches en 2D, laquelle donnera lieu à son impression tri-dimensionnelle.Mais le développement des imprimantes 3D va si vite que de nouveaux modèles sont sans arrêt présentés et commercialisés. Pour donner une idée générale des types d’imprimantes qui existent actuellement, nous avons choisi d’utiliser la synthèse visible sur Wikipedia:
Par frittage : une masse de poudre (plâtre ou cellulose) est compactée par couches.
Selon la méthode de frittage utilisée, nous trouverons des imprimantes à encre agglomérante, qui permettent d’imprimer en couleur, et à laser, où un rayon laser transfère de l’énergie à la poudre pour qu’elle se polymérise. Elle est ensuite plongée dans un liquide qui solidifie les zones polymérisées.
Une fois toutes les couches imprimées, il ne reste plus qu’à retirer l’objet. À l’aide d’un aspirateur, on ôte l’excédent de poudre, qui sera réutilisé pour d’autres impressions.
Par procédé additif ou d’injection de polymères : l’objet est « construit » moyennant l’ajout de matériel qui va lui donner du corps : plastique, métal, etc.
La technologie de l’impression 3D peut aussi fonctionner en injectant des résines liquides et en les soumettant à un traitement à la lampe ultraviolette. Il s’agit de photopolymères à base acrylique possédant différentes propriétés physiques et mécaniques : flexibilités variables, élongation à la rupture, résistance, couleurs, etc. Elle se caractérise par sa précision et par la finition des surfaces, ce qui rend son application de « matriçage » particulièrement appropriée. Les pièces sont entièrement durcies à la fin de l’impression et il n’y a pas de temps d’attente. Il faut néanmoins ôter les supports d’impression sous un jet d’eau à pression. C’est la première technologie à être parvenue à injecter deux matériaux différents dans une même impression, permettant par là la création de matériaux numériques aux propriétés « à la carte ».
Applications
Jusqu’à maintenant, elles étaient utilisées presque exclusivement en architecture et en design industriel. Désormais, le déploiement d’applications paraît ne pas avoir de fin : objets de décoration, accessoires pour la maison, vêtements, chaussures, décors de cinéma, alimentation (hamburgers, gâteaux, etc.), tissus et organes humains… la seule limite semble être celle qu’imposera l’imagination. Voyons quelques exemples.
Les plus remarquables, anecdotes en sus, sont les applications biomédicales et le fait que les entreprises pourront tester rapidement l’efficacité de prototypes, réduisant ainsi grandement leurs coûts.
Quelques exemples
L’imprimante d’os (3D Bioprinter)
Elle est capable de fabriquer des os qui viendront remplacer les os défectueux en utilisant des cellules souche. Cette technologie est déjà appliquée et elle est en train de s’étendre à la réplication de tissus et d’organes vitaux.
Il y a deux mois, un hôpital de Michigan (États-Unis) est parvenu à sauver la vie d’un bébé né avec des problèmes de trachée en reproduisant en moins d’une journée son propre tube trachéen à partir d’une image tomographique. Le matériau utilisé sera résorbé par l’organisme du bébé en trois ans (The New England Journal of Medicine).
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Reportage montrant de multiples applications (Global TV 16 x 9). En anglais.
Ustensile permettant d’élaborer des boissons granitées
L’Institut de Design et de Fabrication (IDF) de l’université polytechnique de Valence (UPV), en Espagne, a créé pour une entreprise de fabrication de boisson d’orgeat un nouvel ustensile permettant de transformer en granités des boissons surgelées. Cet ustensile a été conçu moyennant l’impression en 3D, ce qui a permis de réduire les frais de l’étape de la conception puisque les délais ont été plus courts et la prise de décisions facilitée.
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Vidéo de l’IDF, Institut de Design et de Fabrication de l’université polytechnique de Valence (en espagnol).
Récemment, des chercheurs de l’université de Caroline du Nord ont mis au point une méthode permettant d’ « imprimer » avec du métal liquide (voir la vidéo ci-dessous).
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Impression d’objets en métal liquide (YouTube). En anglais.
Prix
Il y a encore très peu, leur prix tournait autour des 500 000 euros, si bien que seules les grandes entreprises et les centres de recherches possédant de gros moyens économiques pouvaient se permettre ces imprimantes. Il faut prendre en compte que ce prix comprend la machine, le logiciel et les cartouches des matériaux qui vont être utilisés pour imprimer. Toutefois, la concurrence progressive du marché fait baisser les prix et on peut aujourd’hui trouver des imprimantes domestiques et pour petites entreprises à partir de 500 euros. Bien entendu, le prix dépend aussi de la capacité de résolution de l’imprimante. Pour les rendre encore plus abordables, certains fabriquant proposent même des modèles en pièces détachées, à monter soi-même.
Législation
Dès lors que tout peut être reproduit par tous, il se pose des questions auxquelles il va falloir répondre. Pour l’instant, l’impression d’un fusil effectuée par un jeune garçon – et les raisons qu’il arbore pour défendre son choix parmi tout l’éventail de possibilités qui s’offraient à lui – a pris d’assaut Internet et a déclenché, surtout en Europe, un débat virulent (voir la vidéo de Global TV 16 x 9).
Sources :
Printshow (web):
http://3dprintshow.com/london2013/awards/
http://issuu.com/bharms/docs/bharms_portfolio_for_issuu_8_5_12/31?e=1549739/2249707
Organovo:
http://www.organovo.com/3d-human-tissues
Wikipedia:
http://es.wikipedia.org/wiki/Impresora_3D