Avec quoi une imprimante 3D imprime-t-elle ?

Si auparavant les imprimantes 3D (machines contrôlées par ordinateur qui créent des pièces à l'aide d'une méthode additive) qui impriment des modèles tridimensionnels n'étaient utilisées que dans des conditions de production, aujourd'hui presque tout le monde peut acheter un appareil pour un usage personnel. En les utilisant, vous pouvez créer presque tout : des petits bibelots aux armes et même aux bâtiments.

Technologies d'impression 3D

La technologie d’impression additive a été développée dans les années 80 du siècle dernier. Les imprimantes 3D se sont généralisées au début du 21ème siècle.

Le principe de fonctionnement des machines d'impression de pièces tridimensionnelles peut être divisé en 3 étapes :

• créer un modèle dans le programme ;
• traiter le modèle à l'aide d'un logiciel ;
• formation (impression) d'un objet par superposition de matériau.

Il existe plusieurs technologies d’impression additive, notamment :

1. Méthode de dépôt fondu (FDM). Les modèles sont créés en posant des fils fondus de cire, de métal ou de plastique dans un certain ordre.
2. Stéréolithographie (SLA). Un polymère liquide est utilisé comme base pour l'objet, qui durcit sous l'influence du rayonnement laser.
3. Fusion laser sélective (SLM).Technologie dans laquelle les parties métalliques des composants et des assemblages sont créées à partir de copeaux métalliques selon des modèles mathématiques.
4. Impression numérique LED (DLP). La technologie implique l’utilisation de plastique liquide qui durcit sous l’influence de la lumière ultraviolette.

RÉFÉRENCE! L'un des derniers développements scientifiques concerne les bio-imprimantes, dont la technologie d'impression implique la création d'organes et de tissus. Les objets sont créés en connectant des gouttelettes contenant des cellules vivantes, qui doivent ensuite commencer à se diviser, croître et se modifier.

Avec quoi une imprimante 3D imprime-t-elle ?

Selon le domaine d'application et la destination de l'appareil, divers matériaux peuvent être utilisés pour créer des modèles tridimensionnels.

Plastique ABC

Le nom scientifique du plastique est acrylonitrile butadiène styrène. C'est l'un des meilleurs consommables pour la modélisation volumétrique, car il possède de nombreuses qualités positives - résistance aux chocs, élasticité et résistance à l'usure. De plus, le plastique ABC est non toxique et inodore. Vous pouvez acheter le matériau sous forme de bobines de fils fins.

IMPORTANT! Seuls des modèles denses et unicolores peuvent être créés à partir du plastique ABC. Les produits seront durables et ne perdront pas leur apparence et leur qualité s'ils sont stockés à l'abri de la lumière directe du soleil.

Acrylique

Contrairement au plastique ABC, l’acrylique peut être utilisé pour imprimer des modèles transparents. Son point de fusion dépasse 240 degrés Celsius, ce qui doit être pris en compte car l'acrylique durcit très rapidement en refroidissant.

IMPORTANT! Les bulles d'air formées dans l'acrylique peuvent gâcher l'apparence du produit fini.

Béton

Pour l'impression sur des machines additives, de nouveaux types de béton sont utilisés, presque identiques aux matériaux de construction en pierre. À ce jour, seuls des échantillons de test ont été créés. D’énormes appareils peuvent imprimer une petite maison en moins d’une journée.

Papier

Les modèles papier imprimés sur des imprimantes 3D sont le plus souvent utilisés pour créer des prototypes de projets informatiques. Les modèles eux-mêmes ne sont ni durables ni attrayants, mais ils sont créés à une vitesse record. Les appareils qui utilisent le papier comme matériau consommable créent des modèles en collant une couche sur une autre.

IMPORTANT! Le papier est l'un des matériaux les plus accessibles et les plus répandus pour le modelage à la maison.

Hydrogel

Le matériau souple, biocompatible avec les tissus vivants, est utilisé dans la modélisation 3D pour créer divers dispositifs de transport capables de délivrer des médicaments en profondeur dans le corps humain.

Ainsi, des scientifiques américains ont créé des robots dont la hauteur ne dépassait pas 1 cm et sur lesquels étaient placées des cellules de tissu cardiaque qui, lorsqu'elles étaient contractées, les mettaient en mouvement. Il est prévu que de tels robots puissent à l'avenir participer au diagnostic et au traitement de nombreuses maladies de gravité variable.

Gypse

Les matériaux de gypse utilisés dans l'impression 3D sont aussi répandus que le papier, l'acrylique ou le plastique. Les modèles fabriqués à partir d'eux ne sont pas particulièrement durables, mais leur coût abordable couvre entièrement cette circonstance. Les produits en plâtre sont utilisés pour concevoir des projets de présentation.

Fibre de bois

La fibre de bois est un matériau innovant. L'idée de la création appartient au célèbre inventeur Kai Party.La fibre, composée de matières synthétiques et de bois naturel, possède des propriétés similaires à celles du polylactide. Les produits fabriqués à partir de celui-ci ressemblent aux objets en chêne ou en bouleau naturel, mais contrairement à eux, ils sont beaucoup plus solides et durables.

IMPORTANT! Aujourd'hui, la fibre de bois est utilisée uniquement dans les imprimantes RepRap.

Glace

Des figures de glace d'une beauté extraordinaire peuvent également être créées sur des imprimantes 3D. Depuis 2006, grâce aux développements de deux scientifiques canadiens, il est devenu clair que non seulement l'acrylique et le papier peuvent être utilisés comme consommables pour l'impression 3D. Un mélange d'eau et d'éther méthylique à des températures inférieures à 22 degrés se transforme en petits objets qui, bien entendu, ne sont pas particulièrement durables ni solides.

Poudre métallique

Grâce à l'utilisation de poudre métallique, il est devenu possible de créer des produits très durables - les pièces et pièces de rechange pour équipements et appareils électroniques, et même les bijoux, sont imprimés à partir de métaux précieux légers et de leurs alliages, tels que le cuivre, l'aluminium, l'or et argent.

IMPORTANT! Les produits fabriqués à partir de cette poudre ont eux-mêmes une conductivité thermique élevée. Pour le neutraliser, des copeaux de céramique y sont ajoutés.

Nylon

Le nylon est souvent utilisé dans la modélisation tridimensionnelle, car les pièces créées avec son aide sont douces et élastiques.

IMPORTANT! Le nylon présente de nombreux inconvénients, notamment sa toxicité.

Polycaprolactone

La polycaprolactone est considérée comme l'un des consommables les plus populaires pour la modélisation additive. Il fond bien sous l'influence de températures inférieures à zéro, durcit rapidement, est biodégradable et absolument inoffensif.

Polycarbonate (PC)

Le polycarbonate est un plastique qui peut conserver ses caractéristiques et propriétés sous l'influence de différentes températures. Utilisé pour créer des modèles robustes.

Polylactide (PLA)

Le polylactide est reconnu comme le matériau le plus sûr et le plus respectueux de l'environnement. Il est créé à partir d’ensilage et de biomasse de betterave et de maïs. Parmi les inconvénients du polylactide figurent sa fragilité et sa capacité à se décomposer sous l'influence de la chaleur et de la lumière.

Polypropylène (PP)

Le polypropylène est reconnu comme la masse plastique la plus légère connue au monde. Il résiste bien à l’abrasion, mais fond moins bien. Change de forme au froid et est instable à l’oxygène.

Polyphénylsulfone (PPSU)

Ressemblant au verre ordinaire en apparence, le polyphénylsulfone est plusieurs fois plus résistant que le polypropylène. Il est venu à la modélisation 3D de l'industrie aéronautique et a été reconnu comme le meilleur matériau pour créer des produits avec une résistance à la chaleur et une dureté élevées.

Polyéthylène basse densité (PEHD)

Le polyéthylène est présent dans la vie quotidienne à presque toutes les étapes. Il est utilisé pour fabriquer des récipients en plastique pour boissons, des films et récipients d'emballage, des tuyaux en PVC, etc. Il est leader dans l'impression 3D, car il peut être utilisé dans toutes les technologies connues.

Chocolat

Les imprimantes 3D « propulsées par le chocolat » deviendront bientôt un attribut incontournable de chaque confiserie. Avec leur aide, vous pouvez créer des figures à partir de matériaux doux de toute complexité. La technologie utilisée pour leur création consiste à superposer séquentiellement une couche de chocolat sur une autre, qui durcit rapidement au froid.

Autres matériaux

Il existe dans le monde un vaste choix d’imprimantes 3D qui utilisent les consommables les plus inattendus.Il s’agit notamment d’appareils fonctionnant à la chaux, à la nourriture et même à la matière organique vivante. S'ils gagneront en popularité et deviendront très demandés, seul le temps nous le dira.