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L’impression 3D : un nouvel âge de la production

v-3DInformatique, santé, prototypage industriel… L’impression 3D investit tous les secteurs d’activité. Une nouvelle technologie capable de réaliser du « sur mesure », même avec une géométrie complexe, à des prix de plus en plus abordables.

« N’importe quel garage est une usine high-tech potentielle », affirmait en janvier 2010 Chris Anderson. Cette déclaration du rédacteur en chef de la revue américaine Wired (consacrée aux nouvelles technologies et à la science) est aujourd’hui une réalité avec l’impression 3D.

Cette technique consiste à déposer et à solidifier de la matière couche par couche (moins de 0,1 mm d’épaisseur) pour obtenir, six heures plus tard, la pièce terminée. On utilise pour cela des imprimantes spéciales qui coûtent souvent plus de 10 000 € mais dont les prix chutent très vite. L’épaisseur varie de 0.8 mm, pour des objets solides mais flexibles, à plus de 2 mm pour obtenir des parois solides. Les modèles peuvent être réalisés au choix dans une matière plastique souple et résistante ou dans une résine donnant un aspect « plâtre » au toucher.

Les principaux atouts de l’impression 3D

  • Une réalisation rapide du volume : cela permet de visualiser l’objet en réel, et non en image, et donc de valider les proportions et d’évaluer sa perception. Pour les industriels, ce prototypage rapide est un atout majeur pour rester innovant.
  • Des tests plus réels : cette technique permet d’introduire facilement des éléments fonctionnels (cinématique, pièce amovible), ce qui n’est pas envisageable avec une maquette « mousse ». L’impression 3D s’avère dans ce cas très appréciable pour confirmer des choix d’architecture, mais aussi d’ergonomie.
  • Un processus de production simple : en faisant appel à des sociétés spécialisées et reconnues comme le Français Sculpteo, le client peut gérer son projet à distance sans avoir besoin de maitriser l’impression en relief. En 3 ou 4 jours, l’entreprise peut recevoir son prototype.
  • Une réduction des coûts : à part quelques importantes entreprises, la plupart n’ont pas les moyens d’investir entre 10 000 et 20 000 € (pour les versions en couleur) dans une imprimante 3D et de disposer d’un budget pour les consommables et la formation des salariés. Dans ce cas, la meilleure solution consiste à sous-traiter la fabrication des pièces.

Imaginer et concevoir ses propres objets pourrait devenir un véritable jeu d’enfant, à condition de maîtriser les logiciels de 3D et la modélisation tridimensionnelle.

Quels sont les principaux logiciels gratuits pour débuter dans le design 3D ?

  • Google Sketchup : Google distribue ce logiciel simple d’utilisation. Il permet de modéliser tout ce que vous voulez en 3D, via une interface intuitive, et propose des modèles 3D gratuits à télécharger.
  • Wings 3D : c’est aussi un site avec notamment un forum très utile pour poser des questions.
  • Sculptris : programme de modélisation 3D édité par Pixologic. Il permet de modéliser en sculptant directement l’objet dans la masse.
  • GLC Player : il permet une visualisation intuitive des modèles 3D. Plus léger que les logiciels de modélisation, il est utile lorsqu’il s’agit de valider rapidement un modèle 3D avant de le mettre en ligne (les matériaux sont-ils bien assignés ? Les textures au bon endroit ? Le modèle est-il conforme après export ?). Il permet aussi de classer ses modèles 3D en album (comme un album photo).

À noter que Microsoft, qui estime que « l’impression 3D pourrait aider à faire éclore une Renaissance de la fabrication », a ajouté le support en natif des imprimantes 3D dans le prochain Windows 8.1. « Créer un objet 3D sur votre PC sera aussi facile que d’écrire un document dans Word et l’envoyer à l’impression. Tout comme l’édition de bureau a changé la façon dont nous écrivons, nous pensons que la fabrication de bureau va transformer la façon dont nous créons », explique Shanen Boettcher, le directeur du Startup Business Group de Microsoft.

Concrètement, Windows 8.1 reconnaît automatiquement les principales imprimantes 3D du marché en « plug & play », grâce à un partenariat noué avec les fabricants (3D Systems, Makerbot, Formlabs…). Le système d’exploitation gère aussi les formats d’impression 3D pour faciliter la communication entre les logiciels de modélisation et l’imprimante, et contrôle les files d’attente.

Prometteuse, cette technologie est loin d’avoir encore exploité tout son potentiel. De nouveaux procédés très innovants sont présentés dans les principaux salons comme le Photonics West, qui s’est déroulé à San Francisco du 5 au 7 février dernier. Lors de ce rendez-vous, la société allemande Nanoscribe GmbH avait dévoilé son imprimante 3D capable de produire des structures plus fines qu’un cheveu ! Plus précisément, il s’agit de micros et nanostructures polymères.

Baptisée The Photonic Professional, cette machine est un système clé en main entièrement automatisé. Il permet de produire des structures tridimensionnelles avec une résolution inférieure à 150 µm sur toute la hauteur d’impression. Jusqu’à présent, les systèmes d’impression 3D n’atteignaient que les 100 µm. Les applications vont de la photonique à la micro optique en passant par les sciences de la vie et la microtechnologie.

Mais parallèlement à ces innovations, il conviendra également de s’attaquer à différents casses-têtes juridiques qui ne manqueront pas de survenir d’ici quelques années. À la différence par exemple de la musique qui ne concerne que le droit d’auteur, un objet reproduit implique en effet de gérer plusieurs droits « fondamentaux » : le droit d’auteur, le droit des brevets et le droit des dessins et modèles. À cela pourrait s’ajouter le droit des marques… Des entreprises pourraient aussi déposer de nombreux brevets et donc imposer des contraintes en termes de fabrication et de distribution.

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