Imaginez si vous pouviez imprimer des objets tridimensionnels directement à partir d'une imprimante dans votre maison. Quand j'étais enfant à l'école primaire, je pensais que ce serait génial si je pouvais imprimer des pizzas à partir de mon Inkjet. Ce n'est pas ce que je vais dire dans cet article, mais c'est une pensée intéressante - imprimer des objets tridimensionnels, c'est-à-dire. Cela ressemble à de la science-fiction à la limite, et pendant longtemps, ça l'était. Plus maintenant.
Le processus est (sans surprise) appelé impression 3D . Comme l'impression traditionnelle, qui prend un morceau de papier blanc et crée des images bidimensionnelles et du texte hors de nulle part, l'impression 3D crée des objets entièrement réalisés à partir de rien. C'est une procédure fascinante qui peut être utile dans un certain nombre de domaines.
L'année dernière, James a déterminé que l'impression 3D n'est plus un mythe. Impression 3D - Mythe ou réalité de la science-fiction? Impression 3D - Sci-Fi mythe ou réalité? Un pilier de la science-fiction depuis le début du genre, l'idée d'être capable de créer ses propres objets à la maison est naturellement tout à fait fascinante. Qui n'a pas rêvé d'avoir son propre réplicateur qui fait des cookies ... Lire la suite ou farfetched idée. Au cours des 12 derniers mois, il a eu raison: l'impression 3D ne fait que commencer. Joignez-vous à moi alors que j'explore les tenants et les aboutissants de la technologie d'impression 3D pour apprendre comment cela fonctionne et quels avantages cela pourrait nous apporter en tant que consommateurs.
Brève histoire de l'impression 3D
En 1986, un certain Charles W. Hull a déposé un brevet pour la stéréolithographie, qui est devenue la première méthode connue pour créer des objets 3D à partir de rien. L'invention de cette méthode a inauguré une nouvelle ère de processus d'usinage. Alors que la plupart des objets sont construits en utilisant un processus soustractif (par exemple, tailler, percer, découper, trancher, etc.), l'impression 3D utilise un processus additif (c'est-à-dire en ajoutant du matériau).
Les imprimantes 3D sont chères. Les imprimantes traditionnelles à papier et à encre vous coûteront des centaines de dollars, mais les imprimantes 3D vous coûteront des dizaines de milliers. Heureusement, vous n'avez pas besoin de posséder une imprimante 3D personnelle car il existe déjà un certain nombre de services qui imprimeront des objets 3D pour vous. Si vous êtes intéressé, consultez Shapeways et Sculpteo.
En raison de la nature coûteuse de la stéréolithographie, d'autres formes d'impression 3D ont été introduites. Ces nouvelles techniques ont leurs propres avantages et inconvénients, mais la plupart d'entre elles sont beaucoup moins chères et plus accessibles à tout le monde.
Techniques d'impression 3D
La stéréolithographie (SLA) est la première technique d'impression 3D développée. Il crée des objets hors de l'air en imprimant des couches et des couches d'un photopolymère particulier sur lui-même. Le matériau commence comme un liquide et se transforme en un solide lorsqu'il est frappé par un faisceau concentré de lumière ultraviolette.
Le traitement numérique de la lumière (DLP) est similaire à la stéréolithographie en ce sens qu'il utilise la lumière pour durcir un liquide en un solide. Cependant, dans le traitement de la lumière numérique, l'objet commence comme une cuve de liquide complet. Une partie du liquide est exposée à la lumière, qui durcit, puis la plaque de construction est abaissée d'une petite quantité. Un autre coup de lumière durcit plus de liquide, et ce processus se répète. Le liquide restant est drainé, laissant derrière lui un modèle solide.
Le frittage laser sélectif (SLS) utilise un laser haute puissance pour fondre les particules de matériau (plastique, verre, céramique et métal) en une masse qui prend la forme tridimensionnelle souhaitée.
La fusion par faisceau d'électrons (EBM) est un processus d'impression 3D utilisé pour les pièces métalliques. Le processus se déroule dans le vide et commence par épandre une couche de poudre métallique (le plus souvent du titane). Un faisceau d'électrons fait ensuite fondre la poudre en une couche solide. Les objets créés de cette manière sont étonnamment denses et forts.
La modélisation multijet (MJM) fonctionne de la même manière que les imprimantes Inkjet modernes. Il répand une couche de poudre de résine, puis pulvérise une substance colorée de type liant qui durcit la poudre en une seule couche. La modélisation multijet est extrêmement utile car elle est rapide et prend en charge l'impression couleur.
La modélisation par dépôt par fusion (FDM) utilise une buse d'extrusion chauffée qui fait fondre un matériau (par exemple, du plastique) à sa sortie. La buse peut se déplacer horizontalement et verticalement grâce à des commandes assistées par ordinateur. Lorsque le matériau sort de la buse, il durcit presque immédiatement.
Presque toutes les formes d'impression 3D nécessitent un fichier STL. Un fichier STL est un format spécifique de modèle 3D qui permet aux imprimantes 3D de découper de manière pratique et efficace l'objet dans les couches individuelles utilisées dans l'impression réelle. La plupart des fichiers STL sont d'abord créés dans un programme de conception assistée par ordinateur (CAO) puis convertis.
Avantages de l'impression 3D
Les imprimantes 3D sont utiles à la fois sur le plan commercial et personnel. Le seul véritable obstacle à l'impression 3D personnelle est le coût extraordinaire impliqué et le savoir-faire technique nécessaire pour créer des modèles STL fonctionnels. Si vous pouvez surmonter cette bosse initiale, alors vous verrez les nombreux avantages.
Le travail de conception est beaucoup plus rapide et facile avec les imprimantes 3D. Les concepteurs peuvent prendre des concepts et des idées et produire rapidement une représentation tridimensionnelle fonctionnelle, appelée prototypage rapide . Au fur et à mesure que le design évolue, chaque itération peut être prototypée presque immédiatement.
Les entreprises peuvent également tirer parti des imprimantes 3D pour créer leurs produits finaux, pas seulement des prototypes. Les processus soustractifs finissent avec beaucoup de matériaux gaspillés sous la forme de copeaux, de débris de forage, et de morceaux coupés qui sont trop petits pour être utilisés n'importe où. Le processus additif de l'impression 3D élimine la plupart, sinon la totalité, des déchets.
La nature de l'impression 3D permet une personnalisation aisée. Les lignes d'assemblage typiques nécessitent que les pièces de différence d'un objet s'emboîtent d'une manière spécifique, sinon la ligne échoue. Avec une imprimante 3D, les personnalisations personnelles sont effectuées dans le fichier STL: l'imprimante n'a pas besoin d'être modifiée.
Et le niveau de détail qui peut être atteint grâce à l'impression 3D est phénoménal - inégalé par toute autre méthode de fabrication à l'exception des objets conçus et fabriqués entièrement à la main. La précision d'une imprimante 3D peut aller jusqu'à une résolution de 4 microns. C'est plus mince qu'un cheveu humain.
La technologie d'impression 3D ne change pas vraiment le monde, mais elle est certainement fascinante et précieuse. Les entreprises du monde entier utilisent déjà l'impression 3D dans leurs processus de fabrication. Les hobbyistes impriment déjà des objets singuliers pour leur propre plaisir. Dans la prochaine décennie, il est tout à fait possible que nous voyions des imprimantes domestiques qui créent des objets 3D de notre propre chef.
Crédit d'image: 4 boules colorées par l'intermédiaire de Shutterstock, diagramme de MJM par l'intermédiaire de TurkCADCAM