Imprimante 3D :donnez forme à vos idées !

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Concevoir et produire soi-même un objet en métal ou en plastique, à domicile, avec un équipement tenant sur une table : l’imprimante tridimensionnelle serait-elle en passe d’ouvrir à tous une carrière d’inventeur ?

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> INFORMATION PUBLIÉE DANS LE JOURNAL TUTÉLAIRE N°258 D’OCTOBRE 2013

-TUTÉLAIRE - MUTUELLE SOUMISE AUX DISPOSITIONS DU LIVRE II DU CODE DE LA MUTUALITÉ - SIREN 775 682 164

Imprimante 3D : donnez forme à vos idées !

Concevoir et produire soi-même un objet en métal ou en plastique, à domicile, avec un équipement (1) tenant sur une table: l’imprimante tridimensionnelle serait-elle en passe d’ouvrir à tous une carrière d’i velle te rlerd’elle.

u a l y a plus de 20 ans, la première impri- mante 3D était mise au point par des chercheurs du MIT (Massachusetts I Institute of Technology), une célèbre uni- versité américaine située à Cambridge, près de Boston. Pourtant, même si un premier appareil a été breveté dès 1993, il aura fallu attendre 20 ans pour commencer à toucher le grand public. Aujourd’hui, la course aux innovations est lancée et de nouveaux modèles sont régulièrement annoncés.

Recréer des objets à volonté

Si l’impression tridimensionnelle suscite tant de convoitise, c’est bien parce que cette technologie a de quoi

Quelle utilité au quotidien ?

De prime abord, on imagine que l’imprimante 3D va servir exclusivement aux adeptes des loisirs créatifs, aux passionnés de modélisme, aux candidats au concours Lépine. Il se peut toutefois qu’elle serve un jour à tous : certains imaginent déjà que les fabricants d’électroménager pourront mettre en ligne les fichiers 3D des petites pièces détachées susceptibles de casser, les marques de jeux et jouets ceux des pions, accessoires et autres briques qui risqueraient d’être perdus…

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faire rêver. Par dépôts successifs de fines couches de matière sur un socle, elle permet de créer - ou de recréer - n’importe quel objet, grâce au procédé dit de « fabrication additive ».

Tout part de la modélisation d’un objet en 3 dimensions (largeur, hauteur et profondeur) à l’aide d’un logiciel de CAO (conception assistée par ordinateur). Les programmes informatiques de ce type, dont la maîtrise nécessite cependant un certain niveau d’expertise, offrent de multiples outils facilitant la création de dessins numériques. Pour les novices, des alternatives existent, comme acheter sur internet des dessins d’objets déjà réalisés et prêts à être personnalisés, fournir une ébauche en 2 dimensions à un professionnel qui se chargera de la conversion, ou bien recourir à un scanner 3D afin d’obtenir la réplique d’une pièce existante (cf. encadré page 23).

Une fois le fichier 3D finalisé, il suffit de lancer l’impression. Le programme de l’appareil analyse l’objet avant de le (2) découper numériquement en tranches. Ceci étant fait, l’imprimante dépose une première couche de matière correspon- dant à la première tranche. En fonction de la technologie utilisée, cette première couche est soumise à une source de chaleur (la température avoisine géné-

ralement 250°C) ou recouverte d’un film adhésif ou d’un liant sous forme liquide, le but étant de la solidifier. L’appareil dépose alors une deuxième couche de matière qui subit le même traitement, et ainsi de suite jusqu’à obtention de l’objet souhaité. Aujourd’hui, selon les modèles d’imprimante, plusieurs matériaux peuvent être utilisés : du métal à la céramique, en passant par la cire et surtout le plastique.

Une technologie à la portée de tous ?

Pour réaliser l’impression, deux possibilités s’offrent aux particuliers : soit faire appel aux services d’une entreprise (3) spécialisée ,soit acquérir un équipement dont le coût oscille pour le moment entre 800 et 3 000 euros. Une somme encore élevée, même si certaines entreprises promettent pour bientôt des modèles d’entrée de gamme entre 200 et 300 euros (pour ce prix, les informaticiens bricoleurs peuvent d’ailleurs déjà se procurer une imprimante à monter soi- même). Ces différentes fourchettes de prix n’incluent pas la matière première utilisée : s’agissant du plastique, il faut

compter entre 30 et 50 euros pour une cartouche d’un kilogramme.

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Quelle que soit la solution retenue, les avantages sont les mêmes, à savoir la faculté de créer et répliquer des objets… n’importe quels objets. Cela peut être aussi bien un porte-clés qu’une pièce de vélo, une maquette de bateau ou encore un vase. Toutefois, des contraintes demeurent : actuellement, les modèles d’imprimantes disponibles pour le grand public ne permettent de créer que des objets de petite dimension. C’est ainsi, par exemple, qu’un fabricant indique que son appareil ne peut pas traiter des objets mesurant plus de 28 cm en largeur, 15 cm en hauteur et 15 cm en profondeur. Par ailleurs, la méthode requiert une bonne dose de patience : en une heure, l’objet aura atteint… environ 2,5 cm de hauteur ! Le processus ne doit bien entendu pas être interrompu. Si tel devait être le cas, il ne resterait plus qu’à jeter l’objet inachevé et à relancer une impression.

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Plus étonnant, des chercheurs sont parvenus à réaliser des plats, notamment des pizzas, en utilisant des appareils équipés de cartouches de poudres nutritives. La préparation est recréée sur le plateau de l’imprimante avant d’être cuite au four. Dans la même veine, des scientifiques britanniques ont récem- ment conçu un appareil permettant de réaliser des bio-impressions de tissus vivants. Certains évoquent l’éventualité « d’imprimer » des organes ! Décidément, cette technologie n’a pas fini de surpren- dre.

>> De nombreuses imprimantes 3D à usage des particuliers utilisent du fil plastique comme matière première. Chauffé, fondu, le plastique est déposé sur le plateau de l’imprimante sous forme de micro-gouttelettes. Certains appareils permettent de fabriquer des objets bicolores à l’aide de deux bobines de fils de couleurs différentes.

(1) Les imprimantes 3D émettent de la matière qui peut se retrouver sous forme de microparticules dans l’air ambiant : il convient d’installer ces appareils dans des pièces bien ventilées.

La technologie n’en reste pas moins très prometteuse. Au niveau industriel, les constructeurs d’avion ont déjà commencé à produire certaines pièces par fabrication additive plutôt que par usinage. Les orthopédistes se montrent également intéressés ainsi que les chirur- giens : en 2011, un nourrisson souffrant d’une pathologie susceptible de bloquer sa respiration a été sauvé grâce à la pose d’une minuscule prothèse destinée à élargir sa trachée. Ce dispositif avait été produit au moyen d'une imprimante 3D.

Un futur prometteur

(2) Il s’agit là d’un découpage virtuel, à ne pas confondre avec les opérations pratiquées par un atelier industriel spécialisé dans la découpe numérique, c’est-à-dire dans l’usinage assisté par ordinateur. Lorsqu’on usine une pièce, on part d’un bloc brut duquel, à l’aide d’une machine-outil, on enlève de la matière jusqu’à obtenir la forme et les dimensions voulues.

(3) En faisant appel à un prestataire, il faut compter moins de 10 euros pour la fabrication d’un petit objet en matière plastique (miniature ou porte-clés), une vingtaine d’euros pour une coque de smartphone… et plus de 100 euros pour une médaille en argent.

Le scanner 3D : un complément bien tentant

Scanner un objet, obtenir par ce biais un fichier numérique qui permette ensuite de le répliquer grâce à une imprimante 3D… le tout en quelques heures ! Cette prouesse technologique est aujourd’hui rendue possible grâce au scanner 3D. Comment fonctionne cet appareil ? Il suffit de placer n’importe quelle pièce de petite taille sur un plateau tournant, juste au-dessous du capteur, pour que celui-ci l’analyse et la recrée numériquement en 3 dimensions. La technologie est relativement nouvelle et, compte tenu du coût, les premiers appareils sont pour l’instant plutôt destinés aux professionnels.

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Lilian Soubranne