Qu'est-ce qu'une imprimante 3D

L’une des tendances les plus prometteuses du monde moderne est la création d’objets tridimensionnels grâce à l’impression 3D. La technologie d'impression vous permet de créer des produits assez complexes et détaillés. Aujourd'hui, l'utilisation de l'impression 3D est possible non seulement sur les sites de production, mais aussi à domicile ; pour ce faire, il suffit d'acheter une imprimante 3D.

Qu'est-ce qu'une imprimante 3D ?

Une imprimante tridimensionnelle est un appareil capable de créer des objets à partir de modèles numériques 3D créés. Les produits sont obtenus par application de matériau couche par couche. Les résines thermoplastiques et photopolymères sont utilisées comme base, mais avec le développement de la technologie, le nombre de matériaux utilisés comme matières premières augmente.

La procédure de fabrication ressemble à ceci :

1. Le processus de création d'un modèle 3D a lieu, c'est-à-dire une image visuelle du futur produit est développée en conservant toutes les proportions. Le modèle est créé à l'aide d'un logiciel spécialisé.
2. Après avoir créé le modèle, vous devez traiter le fichier. Le traitement consiste à convertir le fichier en un code numérique qui divise l'ensemble du modèle en plusieurs couches parallèles. De cette manière, des commandes sont générées pour le dispositif 3D, qui distribue le matériau pour créer l'objet.
3. La dernière étape est l'impression 3D du produit, c'est-à-dire le processus de création d'un produit par application couche par couche de matériau.Le processus est effectué à l'aide d'une tête d'impression (extrudeuse) qui se déplace le long des axes 0Y et 0X, c'est-à-dire le matériau est alimenté uniquement le long du plan horizontal conformément au code du programme de la couche. Pour appliquer la couche suivante, l'extrudeuse se déplace le long du guide vertical (le long de l'axe 0Z) à une distance égale à la taille de la couche. Après quoi la couche horizontale suivante commence à être appliquée.

Référence: Le processus d'impression peut différer selon la technologie de fabrication, mais le processus général de création de produits consiste en une application couche par couche du matériau.

Types d'imprimantes 3D

Les appareils sont divisés en fonction du caractère unique du processus d'impression, c'est-à-dire sur la technologie utilisée. Les méthodes d'impression les plus courantes sont le FDM (Fused Deposition Modeling) et le SLA (stéréolithographie laser).

La technologie de modélisation directionnelle est l’une des premières méthodes d’impression à émerger. Le thermoplastique est utilisé comme matériau pour fabriquer des objets sous forme d'aiguilles à tricoter enroulées ou de fils sur une bobine. La méthode d'impression est la suivante :

1. La bobine ou le filament est installé dans l'extrudeuse. Sous l'influence du dispositif de chauffage, le matériau commence à fondre et s'écoule à travers le canal jusqu'à la surface de travail.
2. L'extrudeuse se déplace le long de coordonnées spécifiées conformément à un code numérique. La fabrication s'effectue en couches par rapport au plan horizontal.
3. Dans la fabrication de produits complexes, deux matériaux sont utilisés : principal et auxiliaire. Le produit est créé à partir de matériaux de base. Le matériau auxiliaire est destiné à créer des supports temporaires, ainsi qu'à remplir l'espace creux du produit. Parce queL'imprimante n'est pas capable d'imprimer un objet dans les airs sans aucune raison.

Référence: Le matériau auxiliaire est ensuite éliminé à l'aide d'un solvant spécial ou se détache facilement.

Les produits fabriqués selon la technologie FDM ont une bonne résistance mécanique et chimique. Ces propriétés sont obtenues grâce à l’utilisation de thermoplastique de qualité industrielle. Cette technologie est également légère et adaptée à une utilisation à la maison.

Les technologies SLA, ou stéréolithographie, impriment des produits à l'aide de résines photopolymères liquides qui durcissent sous l'influence d'une source d'énergie sous la forme d'un laser. Grâce à cette méthode, les produits ont une grande précision (jusqu'à 15 microns). Les objets sont imprimés comme suit :

1. La surface de travail est abaissée dans un récipient contenant du liquide photopolymère jusqu'à la profondeur d'une couche ;
2. La source d'énergie (laser) découpe la forme de l'objet selon les coordonnées données de l'objet ;
3. Un processus de polymérisation se produit, à la suite duquel un durcissement se produit aux points de contact ;
4. La procédure est répétée pour chaque couche jusqu'à ce que l'objet soit produit ;
5. Après la production, le modèle est immergé dans un récipient contenant une solution spéciale pour le nettoyer des éléments auxiliaires ;
6. La dernière étape est l'irradiation ultraviolette afin d'accélérer le processus de formation du produit.

La stéréolithographie est l'une des technologies les plus modernes, mais nécessite des matériaux coûteux. Il existe également des types d’impression moins connus :

SlS (frittage sélectif laser) le principe de création d'un objet est d'apporter sur la zone de travail une fine couche de matériau sous forme de poudre, qui est frittée sous l'action d'un laser.Le principal avantage de cette méthode est l’absence de nécessité d’utiliser des éléments auxiliaires, mais elle nécessite un traitement thermique supplémentaire. Non destiné à être utilisé dans des conditions domestiques.

EBM (fusion par faisceau d'électrons). La technologie est similaire au frittage sélectif au laser, mais le produit est créé sous vide et ne nécessite aucun traitement thermique supplémentaire.

L'impression tridimensionnelle comprend un stylo 3D. Le principe de son fonctionnement est similaire à la technologie FDM, mais a un aspect plus miniature et est utilisé pour créer des dessins avec un effet tridimensionnel.

Que peut faire une imprimante 3D ?

Aujourd’hui, l’impression 3D est utilisée dans presque tous les domaines de la vie. Il existe des exemples de création de plats culinaires grâce à l’impression 3D. Des pièces de toute complexité sont créées pour des structures plus complexes dans tous les secteurs. Mais le domaine le plus pertinent et le plus nécessaire reste la médecine.

Plusieurs entreprises développent des simulants organiques qui peuvent pratiquement remplacer les tissus naturels. L’impression 3D peut également aider dans le domaine des arthroplasties. L’application la plus courante de la fabrication tridimensionnelle est la dentisterie. En plus des prothèses, les imprimantes sont utilisées pour réaliser des modèles d’organes. Les capacités d’impression 3D augmentent et deviennent chaque jour plus accessibles.

Les imprimantes 3D aident non seulement les personnes, mais aussi les animaux. L'un des cas les plus célèbres est la création d'une carapace pour une tortue blessée lors d'un incendie de forêt. Ainsi, la nouvelle coquille a sauvé la vie de l’animal, et les cas de ce type sont nombreux. Un autre cas unique est celui d’une jambe prothétique pour un éléphant. Le caractère unique du cas réside dans le fait que les prothèses pour éléphants ne sont pratiquement pas fabriquées en raison du poids important de l'animal.

La technologie d'impression moderne vous permet de créer même un bâtiment entier. La construction de la petite maison (37 m²) n'a pris que 24 heures aux chercheurs et représentait la moitié du coût de la méthode conventionnelle.