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Impression 3D & Co

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Un objet sur mesure, couche après couche

Ces dernières années, l’impression 3D a connu un véritable boom. Celle-ci fait appel à toute une panoplie de technologies, chacune avec ses avantages et ses inconvénients.

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Impression d'une forme en 3D. (Image: CanStockPhoto)

Fraisage, façonnage, sciage, meulage et perçage: il existe une multitude de procédés permettant de fabriquer un produit sur mesure à partir d’un matériau de base. Au cours des dernières années, cette gamme de procédés de fabrication a été complétée par l’impression 3D. Celle-ci regroupe une série de technologies également appelées «processus de fabrication additive». Leur point commun: les composants souhaités ne sont pas façonnés ou élaborés à partir d’un matériau prédéterminé, mais sont constitués couche par couche – d’où l’appellation «fabrication additive». On distingue quatre types différents de processus: la polymérisation, le collage, la fusion et la solidification.

Polymérisation

Matériau adapté: plastique

Dans ce processus, un plastique liquide spécial est durci par rayonnement UV. Lors de la stéréolithographie, la plateforme avec le composant se trouve dans un bain de plastique liquide. La mince couche supérieure de plastique liquide est durcie aux emplacements voulus par un laser UV. Puis le composant est légèrement abaissé et la couche suivante est appliquée. En revanche, lors du modelage à jets multiples de photopolymère, le plastique liquide est appliqué directement sur le composant par une fine buse et, le cas échéant, durci par une lumière UV.

Ces deux processus permettent de fabriquer des formes et des prototypes élaborés. Toutefois, il n’est possible d’utiliser que des matières plastiques qui durcissent sous la lumière UV. Celles-ci ne sont pas très stables et évoluent avec le temps, impliquant un vieillissement rapide des composants.

Collage

Matériaux adaptés: plastique, sable, métal et céramique

Lors de l'impression par poudre, une couche mince de poudre est tout d’abord déposée. Aux emplacements souhaités, la poudre est ensuite durcie au moyen d’une colle qui est appliquée par une buse. Le composant est ensuite abaissé de façon à pouvoir appliquer la couche de poudre suivante.

L’impression par poudre est un processus rapide et peu coûteux qui permet d’utiliser une multitude de matériaux. Toutefois, les composants fabriqués ne sont pas très stables. Le procédé convient à la fabrication de prototypes, de moules ou de composants qui sont ensuite transformés.

Fusion

Matériaux adaptés: plastique, métal et céramique

Dans ce processus, un matériau en poudre est fondu couche par couche, puis durci. Lors de la fusion sélective par laser, une couche mince de poudre métallique est appliquée sur le composant et fondue aux emplacements souhaités à l’aide d’un laser. Dès que le métal fondu est solidifié, la plateforme avec le composant est abaissée et la couche suivante de poudre métallique est appliquée. Le principe est le même pour la fusion par faisceaux d’électrons à la différence près que le métal n’est pas fondu au moyen d’un laser mais d’un faisceau d’électrons. Ces deux processus permettent de fabriquer des pièces métalliques stables qui peuvent être transformées, mais ils sont relativement lents et coûteux.

Le frittage sélectif par laser est un processus similaire qui convient en particulier aux pièces en plastique. Contrairement aux deux autres processus, les grains de poudre ne sont fondus que partiellement dans le frittage par laser.

Solidification

Matériau adapté: plastique

Dans le dépôt de fil polymère, une matière plastique filiforme est fondue et appliquée en couches par une buse sur le composant où elle est solidifiée. Les matériaux utilisés sont des plastiques standards. Les composants fabriqués ont de bonnes propriétés mécaniques et peuvent également être retravaillés.

Texte: SATW / Felix Würsten
Source: Technoscope 3/14: Impression 3D & Co. Technoscope est le magazine technique de la SATW destiné aux jeunes.

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