Comment fonctionne une imprimante 3D ?

Comment fonctionne une imprimante 3D ?

Ces dernières années, les ordinateurs 3D ont connu un succès fulgurant. Cela tient essentiellement à leur capacité à reproduire à l’identique des plus simples objets du quotidien jusqu’aux plus complexes. À ce jour, 3 techniques gouvernent le fonctionnement d’une imprimante 3D à savoir le dépôt de matière, la solidification par la lumière et l’agglomération par collage.

Comment fonctionne une imprimante 3D ?

Le dépôt de matière

Il s’agit du procédé d’impression 3D le plus couramment utilisé par les imprimantes à usage personnel ; même si elle est de plus en plus utilisée dans le domaine de la médecine et de l’industrie agroalimentaire.

Le dépôt de matière fonctionne selon le procédé du FFF ou Fused Filament Fabrication. Ce procédé implique la fonte à 200°C d’un filament thermoplastique de type PLA ou ABS. Il faut tout de même préciser qu’aujourd’hui, il est possible de faire imprimer des objets en 3D via ce procédé avec des filaments composites tels que le bronze ou le cuivre.

Enroulé autour d’une bobine, le filament est avancé vers l’élément chauffant grâce à l’extrudeur. Une fois fondu, il ressort par l’orifice d’un nez chauffé sur un lit chauffé et est déposé couche par couche pour former l’objet souhaité. Les coordonnées de ce dernier sont fournies par un fichier 3D qui est lu par l’ordinateur et transmis à l’imprimante. Il s’agit notamment de la longueur, de la largeur et de la hauteur.

La solidification par la lumière

Elle utilise 3 techniques à savoir :

  • La stéréolithographie ou SLA ;
  • Le procédé polyjet ;
  • Le frittage laser.

La stéréolithographie

La SLA utilise le laser et le liquide photopolymère qui sert à former l’objet. Le laser forme plusieurs couches par étapes successives à savoir la couche initiale, la couche de surface et la couche transversale. Tout se passe à l’intérieur d’un réservoir qui dévoile l’objet une fois qu’il est fini. Avant, il est rincé dans un solvant liquide, puis il est cuit dans un four pour permettre le durcissement. C’est un procédé qui garantit une finition de qualité, avec un sens du détail très pointu.

Le procédé polyjet

Avec cette technique, c’est un logiciel spécialisé qui modélise l’objet  à imprimer. Une fois que le fichier est envoyé à l’imprimante 3D, une matière photosensible est déposée goutte à goutte par des têtes d’impression sur un support de gel. Un rayon ultraviolet servira à durcir la matière déposée et le processus reprend ainsi jusqu’à ce que l’objet soit entièrement formé.

Le frittage laser

Le composant généralement utilisée par cette technique est une poudre. Si c’est le polyamide, un dérivé du nylon qui est le plus couramment utilisé, il est aussi toléré de la céramique en poudre ou de la poudre de verre. Le faisceau du laser est dirigé dans la poudre en fonction des coordonnées envoyées par le fichier 3D. Cela provoque la fusion des particules de poudre et la formation d’une partie de l’objet final qui sera relié aux autres pièces fabriquées de la même façon.

L’agglomération de poudre par collage ou 3DP

Cette technique se rapproche de celle du frittage laser en ce qu’elle utilise aussi de la poudre, mais d’une tout autre façon. Avec la technique 3DP, le laser est remplacé par de la colle qui est mise goutte à goutte dans la poudre dans le strict respect des coordonnées du fichier 3D.

Les jets de colle s’agglomèrent à la poudre pour former l’objet 3D souhaité. Celui-ci, débarrassé de l’excédent de poudre sera ensuite poli, poncé ou brossé pour avoir un rendu final net.

En plus d’être rapide, cette technique permet de réaliser des impressions 3D de couleur. Mieux encore, elle est bien plus abordable en termes de coût.

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