L'impression 3D convertit des bobines de filaments en plastique ou des plateaux en résine en objets physiques. L'impression 3D n'appartient pas à ce monde. La NASA dispose d'une imprimante 3D sur la station spatiale internationale et les astronautes peuvent créer des outils personnalisés (tels que cette clé de réparation) sans avoir à les envoyer dans l'espace.
L'impression 3D a été adoptée par les étudiants, les entrepreneurs, les amateurs et les grandes usines. L'impression 3D permettant de convertir des conceptions numériques en objets concrets, de nombreuses utilisations ont été découvertes.
Le médecin peut imprimer un modèle physique de l'anatomie du patient afin de mieux visualiser le programme et de démontrer la pratique. Les ingénieurs d’usine peuvent créer des montages et des montages personnalisés qui permettent de gagner du temps et d’éviter les dommages pendant la fabrication. La communauté crée un espace entrepreneurial, enseigne les compétences en STEM et aide les nouvelles entreprises à démarrer, en créant de nouveaux emplois et des opportunités locales.
Si l'impression 3D est principalement utilisée pour la production d'objets en plastique, l'impression 3D peut également produire des objets en métal, bien qu'il s'agisse d'un processus plus coûteux et moins courant que l'impression 3D en plastique.
Résumé
Qu'est-ce que l'impression 3D? L'impression 3D est le processus de création d'objets physiques à partir d'un modèle numérique. L'impression 3D est un processus d'addition. Les couches de plastique sont construites les unes après les autres pour créer des objets.
Comment l'impression 3D affecte-t-elle l'économie?
L’impression 3D fait partie intégrante du mouvement des fabricants et profite à la communauté, à l’éducation, aux entrepreneurs et aux entreprises traditionnelles. Il aide à promouvoir la création de nouveaux produits et de nouvelles entreprises et enseigne des compétences pouvant être converties en une variété d’emplois techniques et professionnels.
Combien coûte l'impression 3D par rapport aux processus de fabrication traditionnels?
Ça dépend. Cela coûte beaucoup moins cher et crée beaucoup moins de temps en prototypes, montages, outils et montages. Cependant, une fois que les coûts de configuration et d’outil sont payés, les techniques de fabrication traditionnelles (telles que le moulage par injection) permettent de produire des objets plus rapidement et à moindre coût.
Comment l'impression 3D affecte-t-elle la chaîne d'approvisionnement?
L'impression 3D est idéale pour la fabrication à court terme et la production à petite échelle. Il permet également aux pièces de rechange d'être "stockées dans le nuage", de sorte qu'un inventaire physique n'est pas nécessaire avant que l'objet ne soit nécessaire. En fournissant des objets 3D globalement sous forme numérique et en les imprimant localement, le coût et le temps de transport peuvent être complètement éliminés.
L'impression 3D peut-elle changer de fabrication?
La fabrication est en pleine mutation et l’impression 3D en est l’un des éléments. Parmi les autres facteurs, citons une augmentation significative du volume et du débit de données, une analyse améliorée, une amélioration des facteurs humains et une automatisation de divers processus de production.
Qu'est-ce que l'impression 3D?
L'impression 3D consiste à créer des objets (généralement en plastique, mais parfois en métal ou en matériaux composites) à partir d'un modèle numérique. La plupart des imprimantes 3D ajoutent du matériau en une couche très fine à la fois. C'est pourquoi les imprimantes 3D sont classées dans la «fabrication additive».
Comment fonctionne la fabrication additive?
Les imprimantes d'ordinateurs fonctionnent généralement une ligne à la fois. L’imprimante 3D ressemble plus à un traceur, déplaçant la tête d’impression le long des axes X et Y pour dessiner un motif. Dans le cas d'une imprimante 3D, l'imprimante 3D est en trois dimensions. Une fois le motif tracé, la tête d'impression se déplace vers le haut (ou l'impression se déplace face vers le bas) et l'autre motif est tracé sur le premier.
Comment fonctionne une imprimante 3D?
Il existe plusieurs types d'imprimantes 3D, mais nous allons nous concentrer sur deux types: la modélisation par dépôt fondu (ou FDM) et la stéréolithographie (ou SLA).
FDM commence par une bobine de filament. Ce sont généralement des brins de 1,75 ou 2,85 mm d'épaisseur qui sont enroulés sur le fuseau. L’imprimante FDM chauffe le filament, l’extrude à travers la buse de l’extrudeuse et forme une couche sur la surface de fabrication. Ces couches sont très minces et lorsque chaque couche fondue est déposée sur la couche précédente, elle fond partiellement lors du refroidissement.
Au fil du temps - parfois cela prend beaucoup de temps - un objet est construit à partir de centaines ou de milliers de ces couches.
SLA commence avec une résine liquide. Le plateau de fabrication descend dans la résine (généralement à l'envers) et la lumière (provenant parfois de l'écran LCD, parfois du laser UV) provoque une réaction chimique dans la résine qui durcit. Lorsque chaque couche est exposée à la lumière, l’imprimante éloigne légèrement la plate-forme de construction de la cellule en résine, exposant ainsi la couche suivante.
FDM est la forme la plus courante d'impression 3D par extrusion de matériaux. SLA est la forme la plus courante d’impression 3D photopolymérique. Ces deux méthodes d’impression ont atteint un coût suffisamment bas pour les consommateurs, les amateurs, les éducateurs, les entrepreneurs et les petites entreprises, mais elles se limitent généralement à la production de plastiques, de composites plastiques et de matériaux en nylon. .
D'autres formes d'imprimantes 3D peuvent être utilisées, mais nécessitent un coût d'achat élevé. Ceux-ci comprennent l’impression 3D sur lit de poudre (chute de poudre puis formation par fusion), la fabrication de stratifiés (assemblage puis découpage de feuilles), le dépôt directionnel d’énergie (procédure quelque peu similaire si le soudeur et l’imprimante FDM sont nés) et la fabrication de formes libres sous faisceau électronique. (éjection d’un faisceau d’électrons sous vide pour produire du métal en fusion à partir d’un modèle 3D).
Ces dernières formes d'impression 3D sont couramment utilisées pour fabriquer des pièces métalliques, tandis que FDM et SLA sont le plus souvent utilisées pour fabriquer des objets en plastique.
Tous ont en commun de créer de nouveaux objets en ajoutant et en mélangeant progressivement des matières premières.
Ce que l'impression 3D n'est pas
L’imprimante 3D n’est pas un réplicateur Star Trek. Quiconque possède une imprimante 3D vous dira que dès que l'invité verra l'imprimante en action, son imagination sera excitée. Presque immédiatement, ils commenceront à appeler les types d’articles qu’ils veulent fabriquer. Souvent, ce ne sont même pas des éléments existants, mais ils croient que la magie de l'impression 3D peut créer de nouvelles inventions du jour au lendemain.
Comment l'impression 3D affecte-t-elle l'économie?
Tout comme l’impression 3D est un facteur dans la tendance de transformation numérique de la fabrication, l’impression 3D est un élément d’une tendance économique plus large et de la montée en puissance du mouvement du fabricant.
Un aspect excitant de la production est son intégrité et sa neutralité sexuelle. Il couvre tout, de la fabrication de poupées à la conception de robots, du scrapbooking à la fabrication de meubles, de la fabrication du cuir à l'impression 3D. C'est un mot qui contient tout ce qui rend les choses pures et simples.
La fabrication est différente de la fabrication, bien que cela mène souvent à la fabrication. Lorsque quelqu'un conçoit un produit et construit un prototype, songez à le fabriquer. Une fois que le prototype est en production active, il est en cours de fabrication. Maintenant, en combinant la production de postes de travail avec le financement participatif, vous pouvez concevoir des prototypes très complexes qui sont ensuite financés par des clients potentiels.
Avantages et inconvénients des imprimantes FDM et SLA
Les imprimantes FDM et SLA étant déjà disponibles pour les amateurs et les professionnels, elles constituent le type d'imprimante 3D le plus courant. La version grand public peut être utilisée pour des centaines de dollars, et les machines professionnelles pour le prototypage et la fabrication de luminaires coûtent entre 3 000 et 6 000 $.
Ce sont les technologies d'impression 3D dans lesquelles vous êtes le plus susceptible d'investir.
Imprimante FDM
FDM est la première technologie d’impression 3D grand public amateur, toujours en tête du marché en termes d’offre et de volume de vente de marques et de produits.
L’un des principaux défis de l’impression 3D est d’obtenir une impression réussie de l’objet. L'impression a échoué car le plastique déposé chauffe ou refroidit trop rapidement car la couche ne se colle pas correctement car l'impression est détachée de la surface d'impression de la plaque de construction en raison du colmatage des filaments dans l'extrudeuse, ainsi que de divers autres problèmes de production.
Les imprimantes FDM peuvent imprimer dans une variété de plastiques. Chaque plastique a des caractéristiques différentes qui rendent l’impression plus facile ou plus difficile et produisent des caractéristiques différentes dans la pièce finie.
Le type de filament le plus courant est le PLA (acide polylactique), très facile à imprimer, mais qui peut être très fragile et se déformer au soleil.
Le nylon est très flexible, mais il faut généralement beaucoup de tripes pour que ses paramètres d'impression fonctionnent.
L'ABS est plus fort (en LEGO), mais son taux de refroidissement provoque généralement une déformation de la boucle sous-jacente. Il dégage également une odeur désagréable et des émanations moyennement toxiques.
Certains fournisseurs injectent des plastiques de base (principalement du PLA) dans d'autres matériaux, notamment le bois, le métal et la fibre de carbone. Chacune de celles-ci modifie les caractéristiques de l'objet imprimé fini.
La plupart des imprimantes FDM ont une extrudeuse pouvant imprimer un rouleau de filament à la fois. Les imprimantes FDM plus avancées (et coûteuses) peuvent imprimer deux, trois, quatre ou plus filaments à la fois, ce qui permet à l’imprimeur de mélanger les couleurs, les propriétés fonctionnelles (telles que le plastique solide et les charnières flexibles) et les matériaux de support solubles.
L'impression est constituée d'une chaîne de plastique en fusion, ce qui pose problème. Bien que les imprimantes FDM puissent généralement imprimer des cercles ou des angles allant jusqu'à 45 à 60 degrés, elles ne peuvent pas imprimer sur l'entrefer, car le plastique fondu s'enfoncera simplement dans l'espace.
Pour compenser les écarts importants, la plupart des imprimantes produisent un support ou une tour temporaire en plastique pouvant supporter la zone du pont. L'imprimante monofilament utilise le même matériau que l'objet lui-même et dispose d'une variété de paramètres facilitant le retrait du support.
Les imprimantes à double filament impriment souvent avec un matériau de support soluble tel que le PVA (alcool polyvinylique), qui est à peu près le même matériau que celui de la colle Elmer's. Une fois l’impression double filament terminée, elle est immergée dans l’eau pendant des heures (voire parfois plusieurs jours) et le PVA se dissout, laissant une impression intacte avec les vides ouverts que le concepteur a destinés à l’objet final.
Les imprimantes FDM imprimant en couches, l'orientation de l'objet en cours d'impression peut être importante. Les liens entre les couches sont souvent plus faibles que les couches linéaires de plastique. En tant que tel, le placement sur le lit devrait en tenir compte pour tous les objets susceptibles de subir un stress.
Les imprimantes FDM sont disponibles dans une variété de tailles. Plus la taille est grande, plus l'impression est délicate, car il est souvent difficile d'équilibrer les caractéristiques de chaleur dans toute la zone de construction.
Les imprimantes FDM offrent également une variété de tailles de buses. Plus la buse est grosse, plus le matériau extrudé par minute est important, mais moins le résultat final est raffiné. Plus la buse est petite, plus l'impression est détaillée. L'impression avec de grandes buses ou de petites buses posera d'autres problèmes, souvent liés aux supports, au pontage et à la gestion de la chaleur.
Imprimante SLA
Les imprimantes SLA possèdent de nombreuses fonctionnalités qui les rendent moins courantes:
Les résines liquides qu'ils utilisent sont hautement toxiques sous leur forme non durcie. Si vous l'obtenez, il peut causer des brûlures douloureuses ou des éruptions cutanées.
L’impression finale doit être traitée dans un bain puis durcie. Ils vont se déformer pendant ce temps de traitement. Ils sont également toxiques.
Les imprimantes SLA sont plus encombrantes que les imprimantes FDM en raison des résines liquides et des bains de traitement.
Les imprimantes SLA ont généralement de très petites zones de construction, ce qui donne généralement des impressions de petite taille. Les résines sont généralement formulées spécifiquement pour une imprimante particulière afin que l'utilisateur puisse verrouiller le produit du fournisseur, ce qui peut limiter les choix de matériaux et de couleurs.
Malgré tout, les imprimantes SLA gagnent en popularité, principalement parce qu'elles produisent des impressions très détaillées et comportant quelques couches de couches. Cela les rend particulièrement adaptés au prototypage de conceptions et de matrices de bijoux, de petites conceptions médicales et dentaires, ainsi que de loisirs tels que les chemins de fer miniatures et les miniatures de gibier.
Conception et préparation des tirages
Le processus de passage des objets imprimés créatifs aux objets imprimés 3D doit d'abord passer par deux technologies d'outils logiciels: un logiciel de modélisation 3D (ou de CAO) et un découpeur.
Logiciel de modélisation 3D
Un logiciel de modélisation 3D (également appelé CAD (pour la conception assistée par ordinateur)) peut être considéré comme le moteur de création de modèles 3D. De la même manière, vous pouvez utiliser Photoshop pour créer des graphiques, Illustrator pour créer des illustrations, ou Word pour créer des articles comme celui-ci, et un logiciel de CAO pour créer des modèles 3D.
Il existe de nombreux programmes de CAO, et chaque programme convient le mieux à différentes tâches. Je alterne entre TinkerCAD et Fusion 360, selon que je dois créer une pièce rapide ou une conception plus complexe.
Trancheur
Le programme de CAO génère un modèle virtuel de l'objet 3D. Mais la plupart des impressions 3D se font couche par couche. Le processus de conversion d'un dessin 3D en une série de mouvements de la machine sur un plan en deux dimensions (puis en déplaçant le plan) est le travail du programme slicer.
Lire la suite: https://www.zdnet.com/article/everything-you-need-tknowknow/about-3d-printing-and-its-impact-on-your-business/