Impression 3D, la révolution en marche

Impression 3D, la révolution en marche

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Livres
281 pages

Description


Vous aussi, surfez sur la vague de la prochaine révolution industrielle !
L'impression 3D transforme une information digitale en un objet physique à travers l'utilisation d'un logiciel de modélisation. Vu comme cela, ce nouveau chapitre des changements technologiques n'inspire pas grand-chose. Mais l'impression 3D n'est pas que cela : elle est en train de révolutionner notre quotidien. Cette technologie qui progresse à une vitesse extraordinaire offre des promesses incroyables. Jusqu'alors réservée aux industries, elle se démocratise de plus en plus avec l'arrivée d'imprimantes plutôt abordables et de matières premières facilement accessibles.


Ce livre raconte l'histoire de l'impression 3D, des procédés de fabrication mis en œuvre et des réalisations possibles avec un tel matériel. Vous verrez comment utiliser l'impression 3D pour fabriquer des aliments, des couronnes dentaires, et bientôt des valves cardiaques, des prothèses d'articulation et autres organes de remplacement. Il informe également sur les dangers d'une telle technologie. Ce livre vous montrera tout l'enjeu de l'impression 3D aujourd'hui et ce que cela implique en terme de stratégie pour les entreprises.


Au programme :
Quand la science-fiction est partout : Une machine qui peut pratiquement tout fabriquer : La fabrication agile : fiable, rapide et pas cher : Les produits imprimables, ou l'économie de demain : L'impression par couches successives : L'infographie, ou la création numérique : La bio-impression avec de l'encre " vivante " : La cuisine numérique : Une usine dans la salle de classe : Promouvoir une nouvelle esthétique : Fabriquer vert, fabriquer propre : La propriété, la sécurité et les nouvelles limites de la légalité : Concevoir l'avenir : Le dernier épisode de l'impression 3D.







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Informations

Publié par
Ajouté le 26 juin 2014
Nombre de lectures 42
EAN13 9782754068468
Licence : Tous droits réservés
Langue Français
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couverture

L’Impression 3D

La prochaine révolution industrielle

Hod Lipson - Melba Kurman

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EFI-Calques-NB.tif

  1. Published by John Wiley & Sons, Inc. 10475 Crosspoint Boulevard Indianapolis, IN 46256 www.wiley.com
  2. Copyright © 2013 by John Wiley & Sons, Inc., Indianapolis, Indiana
  3. Collection dirigée par Jean-Pierre Cano
  4. Traduction : Marc Rozenbaum
  5. Maquette : MADmac
  6. Cette œuvre est protégée par le droit d’auteur et strictement réservée à
  7. l’usage privé du client. Toute reproduction ou diffusion au profit de tiers,
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  10. suivants du Code de la propriété intellectuelle. L’éditeur se réserve le
  11. droit de poursuivre toute atteinte à ses droits de propriété intellectuelle
  12. devant les juridictions civiles ou pénales.
  13. Edition française publiée en accord avec Wiley Publishing, Inc.
  14. © Éditions First, un département d’ÉDI8, Paris, 2014
  15. 12, avenue d’Italie
  16. 75013 Paris - France
  17. Tél. 01 44 16 09 00
  18. Fax 01 44 16 09 01
  19. E-mail : firstinfo@efirst.com
  20. Web : www.editionsfirst.fr
  21. ISBN : 978-2-7540-6436-1
  22. ISBN Numérique : 9782754068468
  23. Dépôt légal : 2e trimestre 2014

Remerciements

ce livre a commencé à prendre forme à partir des conversations éclairantes et inspirantes que nous avons eues avec un grand nombre d’interlocuteurs. Nous tenons à remercier, pour le temps qu’elles ont bien voulu consacrer à nos discussions et à la relecture de ce livre, les personnes suivantes :

Duane Storti, dont la compétence technique et les remarques nous ont été très utiles ; Robert Schouwenburg, qui a une passion pour tout ce qui concerne l’impression 3D : la technologie, le design et la stratégie d’entreprise ; Timothy Weber, avec qui nous avons eu des discussions éclairantes et partagé de bons moments de rire et d’extase ; Eric Haines, dont les remarques réfléchies nous ont été précieuses ; Mark Ganter, qui a repoussé les limites de la technologie avec une créativité incroyable ; Cathy Lewis, Rajeev Kulkarni et Abe Reichtental, qui nous ont reçus chez 3D Systems et ont partagé notre vision ; Brandon Bowman, avec qui nous avons discuté de l’impression d’aliments ; Gonzalo Martinez, qui nous a éclairés sur l’avenir du DAO ; Adam Mayer, qui nous a présenté MakerBot ; Bill Young et Ted Hall, qui nous ont fait profiter de leur expérience directe de la fabrication personnelle ; John T. Lee, qui nous a montré tous les détails du processus d’impression 3D industrielle ; Adrian Bowyer, qui nous a reçus à l’université de Bath et nous a expliqué son point de vue concernant la propriété intellectuelle et l’avenir de la fabrication additive, et qui est le chef de file de la révolution RepRap ; Philip Delamore, Anthony Ruto, Ross Barber et Hoon Chung, qui nous ont reçus au London College of Fashion ; Jeroen van Ameijde, qui nous a reçus à l’Architectural Association School of Architecture, à Londres ; Glen Bull, Jennie Chiu, William Kjellstrom et Jake Cohen, de l’université de Virginie, qui nous ont appris à mieux enseigner ; Jonathan Butcher et Yaser Shanjani, qui nous ont parlé de la bio-impression ; Chris Johnson, qui nous a éclairés sur l’avenir de la CAO ; Dave White et Ryan Cain, qui nous ont fait profiter de leur expérience de l’impression 3D en salle de classe ; Jenny Sabin, qui nous a présenté ses travaux d’architecture inspirée de la biologie ; Jesse Roitenberg, qui nous a expliqué le rôle éducatif de Stratasys ; Josh Harker et Eyal Gever, qui nous ont parlé de leur art innovateur fondé sur l’impression 3D ; Eduardo Napadensky, Ofer Shochet et Daniel Dikovsky, qui nous ont invités à plusieurs reprises chez Objet et nous ont parlé de l’avenir des matériaux numériques ; Terry Wohlers, qui a effectué de remarquables travaux de recherche et d’analyse et qui nous a présenté ses résultats ; Chuck Hull, Joe Beaman et Carl Deckard, qui ont fondé cette discipline ; Joris Peels, qui nous a présenté Shapeways et Materialise ; Michael Guslick, qui nous ont surpris en nous montrant ce qu’il était possible d’imprimer ; Noy et Maor Schaal, qui ont été parmi les premiers dans l’Histoire à oser imprimer des aliments ; Franz Nigl et Jeff Lipton, qui ont dessiné et créé divers objets multimatériaux élaborés.

Et puis, nous ne saurions manquer de remercier Paulo Kiefe, de chez CreativeTools, qui a conçu, imprimé et mis gracieusement à notre disposition le hamburger 3D qui figure sur la couverture de ce livre.

Nous tenons aussi à remercier tous les designers, artistes et photographes qui nous ont gracieusement offert des images, des photos et des illustrations pour la couverture et l’intérieur de ce livre.

Merci également à toute l’équipe de Fab@Home : son fondateur Evan Malone, ses dirigeants successifs Daniel Cohen et Jeff Lipton, et les étudiants de deuxième cycle qui ont développé la plateforme en 6 ans.

Et bien entendu, nous tenons à remercier les étudiants actuels et précédents ainsi que les chercheurs du laboratoire Creative Machines de Cornell, qui ont créé et continuent de créer l’avenir de l’impression 3D : Evan Malone, Daniel Cohen, Kian Rasa, Megan Berry, Natasha Gangjee, Adalena Mukergee, Dan Periard, Franz Nigl, Jonathan Hiller, Max Lobovsky, Jonas Neubert, Jeffrey Lipton, Jeremy Blum, Rob MacCurdy, Cheryl Perich et Apoorva.

Nous sommes reconnaissants à l’équipe de chez Wiley pour tout son travail, et en particulier à Mary James et à Kevin Kent. C’est Mary James qui a eu l’idée d’un livre sur l’impression 3D et qui a convaincu sa hiérarchie que ce sujet allait intéresser du monde. Elle a patiemment guidé les prémisses de l’ouvrage. Kevin Kent a minutieusement mis en forme le manuscrit et a dirigé nos travaux pendant plusieurs mois.

Enfin, aucun livre sur l’impression 3D n’aurait été possible sans l’inspiration et le génie de tous ces innovateurs, fabricants, inventeurs, artistes et entrepreneurs créatifs et déterminés auxquels notre monde doit ce flot régulier de nouvelles technologies d’impression, de nouveaux matériaux, de modèles d’entreprise innovants, de nouveaux modèles et de nouvelles applications remarquables. Que tous continuent cet excellent travail.

Ce qui est bien avec l’impression 3D, c’est qu’il s’agit d’un domaine qui évolue plus vite que la vitesse de la lumière et dans lequel les progrès des technologies impliquent des changements rapides et considérables. Quand l’innovation est aussi rapide, il est cependant difficile d’en rendre compte. Dès que l’on a réussi à fixer sur le papier une nouvelle idée insaisissable, elle est déjà dépassée. Tout le monde est passé à autre chose.

La rédaction de ce livre a été un travail fébrile de neuf mois, au cours desquels nous étions constamment en train de chercher à élargir notre point de vue en discutant avec des spécialistes que nous connaissions déjà et en ratissant l’Internet et le réseau Twitter de façon obsessionnelle pour trouver de nouvelles informations et de nouveaux interlocuteurs.

Nous n’avons pas cherché à écrire un simple guide de l’utilisation d’une imprimante 3D, car un tel livre aurait été obsolète au bout de quelques mois seulement. Sachant que les technologies évoluent plus vite qu’il est possible de publier un livre, nous avons préféré creuser sous la surface et étudier en profondeur les implications des technologies d’impression 3D et la façon dont cette nouvelle possibilité de production allait changer notre existence, nos lois et notre économie.

Pouvoir écrire un livre à deux est à la fois une bénédiction et une malédiction. Rien de tel que d’avoir un compagnon de route dans ce travail difficile et solitaire qu’est l’écriture d’un ouvrage. Personne d’autre au monde ne peut être aussi disposé à discuter et à analyser des notions compliquées pendant plusieurs heures d’affilée. Cela pose cependant un problème : comment faire avec deux narrateurs ?

Les auteurs devaient-ils rassembler leurs expériences et leurs idées respectives et les exprimer à travers un « nous » collectif ? Ou bien, devaient-ils attribuer à chacun ses propres idées et sa propre expérience en mentionnant à chaque fois le nom de l’auteur concerné (Melba ou Hod) ? Après mûre réflexion et non sans quelques changements, nous avons adopté la règle suivante : pour les nouvelles idées, nous écrivons « nous », tandis que pour raconter l’expérience passée de chacun, c’est « je », mais sans distinguer les deux « je » d’un chapitre à l’autre, si bien que « je », c’est tantôt Hod, tantôt Melba.

Préface

Dans le cadre de la rédaction de ce livre, nous avons eu le privilège de nous entretenir avec une bonne vingtaine de spécialistes de différents secteurs, dans différentes régions du monde. Leur enthousiasme pour ce sujet était contagieux, et les conseils qu’ils nous ont donnés concernant les différents chapitres ont été inestimables. Nous tenons à leur exprimer notre reconnaissance pour le temps qu’ils nous ont consacré et pour leur patience, et surtout, pour la façon dont leur énergie créative est en train de changer le monde tel que nous le connaissons.

Nous espérons que ce livre vous plaira.

L’impression 3D

Chapitre 1 : Quand la science-fiction est partout

Chez vous, dans quelques dizaines d’années :

. . . même dans l’avenir, il reste difficile de se lever le matin.

L’odeur des muffins au blé complet et à la myrtille qui provient de l’imprimante alimentaire de la cuisine vous met en appétit. Les cartouches d’impression permettant de fabriquer ces muffins biologiques à faible teneur en sucres sont présentées par la publicité comme des articles de luxe. Vous avez téléchargé la recette à partir du site Internet d’un artisan boulanger, mais des recettes de muffins sont également proposées sur les sites de divers restaurants réputés.

Le jour où vous avez fait découvrir votre imprimante alimentaire à votre grand-père, il a cru qu’il s’agissait d’une machine à pain, un appareil qui avait fait son apparition dans de nombreuses cuisines depuis les années quatre-vingt. Ce n’est que le jour de son anniversaire qu’il a compris pourquoi vous teniez tant à imprimer des aliments préparés. Ce jour-là, pour vos grands-parents, vous avez sorti vos plus belles cartouches alimentaires et vous avez imprimé un dîner festif : des steaks de thon frais, un couscous et un gâteau d’anniversaire au chocolat et aux fraises débordant de crème dont chaque tranche présentait un dessin différent.

Vous gérez plus facilement votre diabète depuis que vous avez pu, avec le concours de la Sécurité sociale, remplacer votre imprimante alimentaire par un modèle de qualité médicale. Ces nouvelles imprimantes de qualité médicale pour diabétiques captent les signaux sans fil émis par un minuscule implant sous-cutané qui mesure votre glycémie. À votre réveil, le FoodFabber reçoit la première mesure du matin et adapte en conséquence la teneur en sucre et l’équilibre nutritionnel de votre petit-déjeuner numérisé.

Après le petit-déjeuner, le moment est venu de vous tenir au courant de l’actualité. L’actualité du jour, c’est d’abord le sauvetage d’une équipe de mineurs piégés dans un sous-sol depuis une semaine, leur galerie s’étant effondrée. Les sauveteurs ont d’abord tenté de les déterrer à l’aide d’excavatrices, mais ils ont dû y renoncer après avoir provoqué un glissement de terrain fatal.

Heureusement, la compagnie minière avait dûment équipé son personnel de tenues et de matériels conformes à la réglementation en vigueur en matière de sécurité. Les imprimantes de sécurité 3D font partie de l’équipement habituel que les mineurs emportent avec eux dans les galeries les plus profondes. Avant leur descente dans les puits, les techniciens vérifient que les fichiers de conception de tous les composants essentiels des machines utilisées dans la mine sont à jour sur chaque imprimante. Les imprimantes 3D sont emportées dans les galeries en même temps que les autres machines, au cas où une pièce casserait et aurait besoin d’être rapidement remplacée sur place.

Aujourd’hui, les journalistes vous expliquent que le héros inattendu de cette catastrophe minière est l’imprimante de sécurité portable. Depuis plusieurs jours, les mineurs bloqués communiquent avec les techniciens qui se trouvent à la surface grâce à une liaison sans fil de fortune. Les uns et les autres, ensemble, travaillent à améliorer les plans des pièces de rechange à imprimer.

Ce qui devait être un sauvetage banal et rapide est devenu une affaire délicate. S’il avait suffi d’imprimer quelques pièces de rechange, la tâche aurait été facile, mais il s’est avéré que les pièces de rechange, une fois mises en place, ne tardaient pas à céder en raison d’une humidité inattendue dans la galerie.

Heureusement, la situation dans la mine est aujourd’hui plus prometteuse. Le journaliste explique qu’au siège de la compagnie minière, lors d’une simulation, les tests de résistance ont donné de bons résultats à la troisième tentative d’imprimer les pièces de rechange. Dans leur galerie, les mineurs vont pouvoir imprimer aujourd’hui le modèle mis à jour, et si tout se déroule comme prévu, ils pourront commencer ce soir à remettre leur machine en état.

En face de chez vous, il y a un chantier avec une grue. Un ouvrier esseulé est assis. Il y a quelques semaines, le propriétaire a fait démolir son ancienne maison aux balustrades en bois, en vue de la remplacer. Cependant, son projet de construction suscite maintes discussions dans le voisinage.

Votre voisin vous montre le dépliant. Sa nouvelle maison est un modèle luxueux et écologique proposé par la compagnie Maisonbulle. Encore deux semaines, et elle sera terminée. Chaque mur sera équipé de capteurs météorologiques intégrés. Le toit, posé tout à la fin, sera constitué de panneaux solaires. Le câblage électrique et la tuyauterie en cuivre seront intégrés aux murs au cours de leur fabrication.

Vous observez la grue qui soulève lentement une énorme buse au-dessus des nouvelles fondations. Cette buse se déplace de façon régulière sur deux axes, se positionne avec précision et sécrète une pâte constituée d’un mélange de ciment et de matériaux synthétiques. Le rôle de l’ouvrier est de s’assurer que personne ne pénètre sur le site pendant la construction. Quant à la grue, elle est pilotée par un petit ordinateur qui guide le processus de fabrication d’un bout à l’autre.

Les habitants du quartier suivent ce projet avec intérêt. Ils voient maintenant les murs s’élever peu à peu. Dans les débuts de l’automatisation industrielle, une fameuse plaisanterie consistait à dire que dorénavant, pour faire fonctionner une usine, il fallait simplement un homme et un chien : l’homme étant nécessaire pour nourrir le chien, et le chien, pour mordre l’homme si celui-ci essayait de toucher quoi que ce soit.

Cette maison en construction a déjà l’air splendide, avec ses murs aux formes élégamment ondulées. Il serait impossible de construire une telle maison avec une charpente en menuiserie, quels que soient les effectifs mobilisés sur le projet. Personne n’a encore vu à quoi ressemblera l’intérieur, mais il se dit que les parois intérieures auront le même aspect que si elles étaient constituées de briques et de mortier.

Une fois arrivée à votre bureau, vous prenez connaissance des derniers éléments d’une longue investigation que vous dirigez depuis plusieurs mois. Avec vos collaborateurs, vous enquêtez sur un marché noir d’un nouveau genre, qui concerne des morceaux de rechange du corps humain. De plus en plus de patients, recherchant désespérément des organes de remplacement, s’en procurent auprès de services de bio-impression de contrebande plutôt qu’auprès d’un centre médical agréé. L’impression sur-mesure de parties du corps humain reste un sujet controversé qui suscite des débats plus vifs encore que ceux du temps de vos grands-parents, qui concernaient les cellules souches, l’avortement et le clonage.

Faire fabriquer des organes de remplacement est devenu extrêmement facile. Depuis quelques années, scanner le corps tout entier coûte de moins en moins cher. Les gens se font scanner entre 20 et 30 ans et conservent les données obtenues pour plus tard, au cas où il leur arriverait quelque chose et où ils auraient besoin rapidement d’un organe de rechange. Parfois, ce sont les articulations, mais en réalité, ces « modèles corporels numériques » sont surtout utilisés en chirurgie esthétique, pour retrouver le corps ferme et la peau sans rides des jeunes années.