Les #tendances qui changent tout : #Imprimantes #3D et #4D

par / mercredi, 18 février 2015 / Publié dans#TransformRoom, Imprimantes 3D et 4D

PME et industriels ont les yeux tournés vers une innovation majeure, dont l’évolution est foudroyante : les imprimantes 3D. Plusieurs produits et manifestations récentes permettent de découvrir les tendances, et de comprendre que (presque) tous les domaines d’activité sont concernés ! Tour d’horizon…

1. Bâtiment et construction : des modèles géants

C’est la championne incontestée dans la catégorie « poids lourds » : l’imprimante inventée par l’Université de Californie du Sud fabrique… des maisons. À la manière des imprimantes à filament plastique, la Contour Crafting Machine dépose un « fil » de béton, couche après couche. Très impressionnante, la vidéo de cette invention montre qu’elle a un bel avenir, et peut construire une maison de taille moyenne en moins de 24 h. Ses avantages : une construction automatisée des bâtiments, plus économique, rapide et moins consommatrice d’énergie. La réalisation d’éléments ainsi préfabriqués est également à l’étude. À suivre !

2. L’impression nanométrique arrive

Une précision d’un dixième de micron environ ! La OWL Nano est donc près de 1 000 fois plus précise qu’une imprimante 3D standard, comme la Replicator 2, et le serait 100 fois plus que les concurrents de sa catégorie. Pourtant le prix annoncé semble raisonnable – environ 3 500 euros – de même que les dimensions maximales de l’objet réalisé (15 x 15 x 20 cm). Les matériaux d’impression utilisables sont l’acrylate et les résines photopolymères, durcis par le laser de l’imprimante (stéréolithogravure).

3. Mieux que la 3D, l’impression en 4D

Une boîte en plastique qui s’assemble toute seule. D’étranges serpentins qui se recroquevillent. Le designer Skylar Tibbits (du Self-Assembly Lab, à MIT) explore les possibilités du 4D printing, c’est-à-dire des objets dont la forme évolue au fil du temps, ou suivant les circonstances dans lesquelles ils sont placés. Des matériaux traditionnels (aimants, …) ou à mémoire de forme sont de la partie.

4. L’agro-alimentaire au menu

L’industrie agro-alimentaire et la restauration sont également concernées par les évolutions rapides du 3D printing. Présentée au CES 2014, la ChefJet de 3DSystems imprime avec du sucre pour faire toutes sortes de confiseries colorées. Encore chère, cette gamme d’imprimante coûte entre 5 et 10 000 $ mais elle peut aussi travailler le chocolat et créer des formes très surprenantes. La Foodini, elle, peut réaliser toutes sortes de préparations culinaires : pizzas, pâtes, pâtisseries, chocolats… Quant à l’italien Barilla, il travaille au développement d’une imprimante capable de produire des pâtes aux formes traditionnelles ou plus originales. La Nasa, elle aussi, s’intéresse aux pizzas : le concours qu’elle a lancé sur ce thème a rapporté 125 000 $ à son inventeur, Arjan Contractor. Pour l’heure, l’objectif est de faire des pizzas et de les cuire dans l’espace. Mais les retombées de ces recherches en restauration et dans l’agro-alimentaire pourraient arriver rapidement…

5. Des Français dans la course

Selon McKinsey, d’ici 2025, l’impression 3D aura un impact global compris entre 230 et 550 milliards de dollars. Les enjeux économiques sont tellement élevés qu’ils se traduisent par des politiques d’investissement nationales parfois musclées. Ainsi, Singapour a annoncé un plan de soutien de 500 millions de dollars sur les 5 ans à venir. En Grande-Bretagne, le gouvernement va investir plus de 15 millions de £ pour bâtir un centre dédié, à Coventry. Il est vrai que, dans ce pays, Rolls Royce a largement fait la démonstration de la pertinence de l’impression 3D dans le domaine aéronautique.

Malgré le rachat de 3D Phenix Systems par l’américain 3D Systems, la France dispose peut-être encore d’un futur champion : la société Prodways, issue du rachat de la société Phidias par le groupe Gorgé – acquisition orchestrée par le ministre Arnaud Montebourg. Sa technologie d’impression affiche un très haut niveau de précision, pour des pièces de grandes dimensions, avec une capacité de production élevée. À suivre donc…

À noter également, l’impression écologique à base d’algues, co-inventée par le FabShop et Algopack. Grâce à cette invention bretonne qui pourrait être commercialisée au printemps, on n’imprime plus avec un fil de plastique mais avec un SeaWeed Filament, beaucoup plus écologique.

6. Prototypage et petites séries : un boulevard pour l’impression 3D

Les imprimantes 3D ont la capacité de réduire les coûts d’étude et de réalisation d’objets en petites séries (de quelques exemplaires à quelques centaines). Ce qui pourrait ouvrir la voie à de nouvelles opportunités industrielles ou artisanales. En effet, jusqu’alors, la plasturgie était largement dépendante de la production de moules, très coûteuse à réaliser et généralement non rentable pour de petites séries.

Cette situation a changé : en France, la société Sculpteo a ouvert un service d’impression 3D dédié aux professionnels et semi-professionnels. Il permet d’accéder à plusieurs technologies et types de plastiques. De son côté, le client peut uniquement se consacrer à la conception 3D des pièces à produire, avant d’en transmettre les fichiers à Sculpteo via Internet. Depuis peu, La Poste a noué un partenariat avec Sculpteo pour faire réaliser des pièces à usage professionnel ou semi-professionnel, en complément des imprimantes 3D disponibles pour le grand public dans 3 de ses bureaux.

Parmi les exemples industriels promis à un fort développement, celui des drones exploite déjà largement les technologies d’impression 3D, les découpeuses laser et autres fraiseuses à commande numérique (CNC). D’où la création d’une compétition internationale sur ce thème : l’International 3D Printed Drone Competition. Cette industrie pourrait-elle seulement exister sans ces nouveaux outils ?

7. Nouveaux matériaux, nouveaux horizons

On est désormais bien loin de l’impression avec du filament plastique, décoratif mais peu performant. Grâce à l’exploitation de nouveaux matériaux, l’impression 3D se crée de nouvelles opportunités et champs d’application. L’un des matériaux les plus attendus, la fibre de carbone, vient d’être maîtrisé par la Mark One 3D, disponible en précommande. Quant au nylon, aux performances mécaniques remarquables, notamment pour des pièces fortement sollicitées, il est également disponible sous forme de filaments. Le titane, désormais disponible en poudre (Metalysis) adaptée aux imprimantes 3D industrielles, vient enrichir la gamme des nouveaux matériaux à haute performance.

La fabrication de petits objets métalliques se démocratise également, grâce au metal clay, c’est-à-dire des pâtes métalliques malléables. Le fer ou le bronze, mais aussi des métaux précieux comme l’or ou l’argent, sont mis en forme puis rapidement solidifiés à haute température. Avec une mini-imprimante, telle que la Mini Metal Maker, des pièces de joaillerie ou de petite mécanique peuvent être facilement réalisées. Patience, cette imprimante vient de terminer sa levée de fonds sur Indiegogo.

Un autre matériau, plus traditionnel mais largement employé, la céramique, devient « imprimable » avec la CeraJet, pour la production de petites séries avant cuisson au four. Et le bois devrait devenir le matériau sous les projecteurs de cette année 2014 (Voxeljet, ColorFabb…).

Quant au bioprinting, il constitue un champ de recherche et d’expérimentation prometteur, qui va de la fabrication de prothèses à celle de tissus vivants, voire d’organes destinés à des transplantations…

Une dernière innovation porte, non sur les matériaux, mais sur leur apparence : l’impression en couleur, notamment disponible chez Stratasys France. Une aubaine pour les designers et autres créateurs de mode

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