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Ce qu'il faut savoir sur l'impression 3D, qui change la façon dont nous fabriquons les objets du quotidien

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Ce qu'il faut savoir sur l'impression 3D, qui change la façon dont nous fabriquons les objets du quotidien
Contrairement à l'impression traditionnelle sur papier, l'impression 3D crée des objets tridimensionnels en utilisant un code pour imprimer des milliers de couches. © kovaciclea/Getty Images
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La technologie de l'impression 3D change la façon dont nous fabriquons tout, des jouets aux vêtements, en passant par les tissus humains. Le processus d'impression d'un objet tridimensionnel est connu sous le nom de fabrication additive. Un programme informatique indique à l'imprimante où appliquer de fines couches de matériaux pour construire un objet solide.

Les types de technologies et de procédés d'impression 3D

La technologie d'impression 3D remonte au début des années 1980, lorsque l'inventeur japonais Hideo Kodama a utilisé la lumière UV pour durcir des plastiques afin de créer un objet à l'aide de cette technologie additive. Des années plus tard, l'Américain Scott Crump a mis au point le type d'impression 3D le plus courant aujourd'hui, connu sous le nom de modélisation par dépôt de matière fondue (ou FDM), où le thermoplastique est chauffé jusqu'à l'état liquide, puis appliqué couche par couche. C'est ce que l'on voit le plus souvent sur les ateliers et les bureaux.

Charles Hull, cofondateur de 3D Systems, est l'un des inventeurs de l'application d'impression 3D connue sous le nom de stéréolithographie, qui utilise des procédés photochimiques. Hideo Kodama, Scottt Crump et Charles Hull ne sont toutefois pas les seuls à avoir développé des méthodes d'impression 3D.

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Voici quelques-unes des autres formes d'impression 3D utilisées aujourd'hui :

Le frittage sélectif par laser (SLS) fait fondre des poudres de nylon en un plastique solide et durable. La finition n'est pas belle ; mais elle est incroyablement fonctionnelle, et est utile pour les prototypes de conception avec des "charnières" et des "ajustements rapides".

PolyJet peut imprimer en 3D des objets de plusieurs couleurs et matériaux. Cette flexibilité rend ce procédé plus coûteux et n'est pas idéal pour les conceptions en plastique plus simples.

Le traitement numérique de la lumière (DLP) durcit les polymères à l'aide d'un projecteur de lumière, plutôt que d'un laser UV. Cela lui permet de fabriquer une couche entière d'un objet en une seule fois, ce qui augmente la vitesse de fabrication.

Le métal a ses propres méthodes d'impression 3D, toutes destinées à des applications différentes :

Le frittage laser direct de métal (DMLS) est utile pour créer des pièces individuelles ornées. Cela en fait une méthode de choix pour les applications médicales et les conceptions légères. Cette méthode est souvent utilisée conjointement avec le moulage de métal plus traditionnel pour créer un objet final ou un prototype.

La fusion par faisceau d'électrons (EBM) utilise des bobines électromagnétiques pour faire fondre la poudre métallique lors de l'impression.

Comment fonctionne l'impression 3D

Le processus d'impression 3D consiste à appliquer des couches une par une, mais chaque objet imprimé en 3D commence par un plan tridimensionnel dans un programme informatique. Vous pouvez créer votre propre modèle dans un logiciel tel que Maya, Blender ou ZBrush. Il est aussi possible de télécharger un modèle prêt à l'emploi sur Thingiverse ou CGTrader.

Une fois que vous avez votre modèle, vous pouvez le passer dans un logiciel "slicer" comme Cura, un programme qui prend le fichier et crée un code de milliers de couches pour indiquer à l'imprimante comment imprimer.

Vous devez ensuite configurer votre imprimante, choisir la qualité de l'impression et les paramètres des matériaux. Ensuite, vous pouvez télécharger votre fichier tranché vers l'imprimante à l'aide d'une clé USB, d'une carte SD ou d'un programme tel qu'OctoPrint. L'imprimante entame alors le processus parfois lent et additif d'application du matériau couche par couche.

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L'impression 3D utilise des codes pour imprimer des milliers de couches qui composent un objet. Cavan Images/Getty Images

À quoi sert l'impression 3D

Si vous pouvez imaginer un objet, surtout s'il est en plastique, vous êtes probablement en mesure de l'imprimer en 3D. Pensez aux jouets, aux bijoux, aux étuis de téléphone, aux moules, etc. Il existe des modèles particulièrement amusants, notamment une guitare imprimée en 3D, un métier à tisser et une sculpture complexe réalisée à partir d'une combinaison de verre et de nylon fusionnés au laser.

Il est possible d'imprimer en 3D presque tous les objets, des vases aux guitares.  WLADIMIR BULGAR/SCIENCE PHOTO LIBRARY/Getty Images

L'impression 3D a évolué au-delà de ses origines en plastique pour imprimer des métaux, du caoutchouc, du bois, des tissus synthétiques et de la résine céramique. Les organes humains fonctionnels imprimés en 3D ne sont pas encore au point, mais les scientifiques affirment qu'ils font partie de notre avenir.

Comme la fabrication additive est à la fois moins chère et plus rapide que les méthodes traditionnelles telles que le moulage ou la sculpture, elle devient populaire dans les secteurs de la fabrication et des arts. Les possibilités sont pratiquement infinies, mais les imprimantes 3D ne sont pas des machines parfaites. Elles suscitent en réalité de nombreuses inquiétudes.

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Les imprimantes 3D posent des problèmes éthiques

Les imprimantes 3D utilisent beaucoup d'énergie et dispersent dans l'air des particules de plastique ultrafines qui peuvent être inhalées. Ces émissions nocives sont comparables à celles d'une cigarette allumée en intérieur. À l'heure où l'on tente de réduire l'utilisation des plastiques, les imprimantes 3D ne sont qu'une technologie de plus qui en dépend. Il s'agit d'une préoccupation environnementale pour tous les écosystèmes, mais plus particulièrement pour nos océans déjà en difficulté et actuellement infestés de microplastiques.
Il y a quelques années, la nouvelle de la première arme à feu imprimée en 3D a provoqué une frénésie médiatique, et la création d'armes intraçables par des particuliers reste un problème de sécurité. Sur le plan juridique, il n'existe pas de réponse claire à la question de savoir qui est responsable lorsqu'une personne est blessée par un objet imprimé en 3D, car le concepteur du modèle, le fabricant de l'imprimante 3D et la personne qui a imprimé l'objet sont souvent des entités différentes. Déterminer qui est responsable des blessures et des décès potentiels est un nouveau dilemme.
En outre, l'utilisation de la technologie d'impression 3D dans le domaine médical pour la fabrication de tissus en 3D suscite une série de préoccupations éthiques et morales semblables à celles qui ont entouré pendant des décennies la recherche sur les cellules souches et l'édition de gènes. Quelle que soit la façon dont on l'envisage, nous disposons d'un outil radicalement puissant qui change la façon dont nous fabriquons et obtenons les choses. Nous ne savons pas encore ce que cela signifie pour l'avenir.

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Où utiliser une imprimante 3D

Si posséder sa propre imprimante 3D ainsi que les logiciels et matériaux nécessaires peut s'avérer trop coûteux pour les besoins d'un particulier, les imprimantes 3D publiques sont de plus en plus courantes, surtout si vous vivez en zone urbaine.

Il existe des laboratoires et des magasins d'impression 3D. Vous pouvez envoyer un dessin et le récupérer en quelques jours. Si vous êtes étudiant, votre école dispose peut-être de services d'impression 3D. Certaines bibliothèques locales peuvent également proposer ce service.

Mais si vous ne trouvez rien à proximité, vous pouvez commander un objet imprimé en 3D en ligne auprès d'un service comme Protolabs ou Sculpteo.

Version originale : Vivian McCall/Insider

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