Durant ma veille sur de l’impression 3D j’ai analysé les potentiels secteurs où l’impression 3D serait une vrai révolution.
Principe de l’impression 3D
L’impression 3D existe depuis environ 25 ans elle à été développé pour des fins de prototypage et d’outillage rapide.
La première imprimante SLA-250 est né dans l’entreprise 3D Systems en 1986 par l’ingénieur Chuck Hull, auteur d’une soixantaine de brevets dans le domaine du prototypage rapide.
Le procédé utilisé était la stéréolithographie ou SLA utilise un réservoir rempli de photopolymères liquides, solidifiés à l’aide d’une lumière UV. Un objet peut être imprimé en 3D en étant déplacé de bas en haut (ou inversement) afin de créer de l’espace pour les polymères non solidifés dans le fond du réservoir. Ces polymères non solidifiés formeront la prochaine couche de l’objet.
Le format de fichier de l’objet que l’on doit imprimé est dans un langage dévelloppé par Chuck Hull le STL (Standard Tessellation Language), un format de fichier devenu depuis le standard pour l’impression 3D.
En 1988 apparé le procédé FDM crée par l’entreprise Stratasys de Scott et Lisa Crump
Ils sont alors en plein développement du procédé FDM (Fused Deposition Modeling) qui sera breveté l’année suivante. La société lance sur le marché ses premières imprimantes basées sur cette technique, qui permet de déposer le matériau liquéfié couche par couche grâce à une tête d’extrusion qui se déplace
En 1993 le MIT développe le procédé 3DP (Three Dimensional Printing) se procédé fonctionne sur le principe de l’impression 2D . Une glue est projetée sur une surface de poudre pour former peu à peu l’objet.
Le procédé SLS utilise un laser.Le matériau n’est plus liquide, mais sous forme de poudre de plastique, de céramique, de verre ou de métal ; pour ce dernier, on parle de DMLS (Direct Metal Laser Sintering).
Là aussi, on trouve un bac qui contient le matériau (la poudre), mais c’est un rouleau qui vient déposer une fine couche (0,1 mm) sur la plateforme d’impression. Le laser entre alors en action pour solidifier la première couche, puis l’opération se répète pour chaque couche. Une fois le processus terminé, on retire l’objet puis on le débarrasse des restes de poudre non fusionnée.
Comment imprimer en 3D ?
Pour imprimer en 3D, plusieurs solutions :
- Partir d’un objet que l’on possède déjà, donc un objet physique que l’on va scanner ;
- Dessiner un nouvel objet sur ordinateur grâce à des logiciels dédiés ; certains d’entre eux sont plutôt faciles d’accès comme Sketchup par exemple
- Se procurer des fichiers en accès libre sur Internet sur des sites de partage de fichiers.
Secteur d’évolution
L’impression 3D tente à se développer dans tous les secteurs car tout est possible avec l’imprimante 3D mais il reste encore des barrières technologiques cependant voici les principaux secteurs ou sont utilisations devient une révolution en terme de coup et de temps.
Construction
Aujourd’hui, il est possible d’imprimer une maison en 3D en moins de 24 Heures.
La société WinSun Decoration Design Engineering Co a imprimé 10 maisons en 24 heures à partir de matériaux recyclés.
Par ailleurs, des chercheurs californiens sont en train de fabriquer une imprimante capable de construire une maison en 24 heures.
En mars, la société DUS Architects a lancé la première “Canal House” à Amsterdam imprimée en 3D.
La maison, qui aura 13 chambres, sera construite en trois ans, à partir de briques de plastiques assemblées les unes aux autres comme des Lego.
Alimentaire
Le premier à travailler sur l’impression d’aliment est la NASA afin de pouvoir vivre plus longtemps dans l’espace sans ravitaillement. Le premier plat imprimé en 3D c’est une pizza. Ils ont choisi la pizza car elle constitué de 3 éléments simples, pâte, sauce tomate et fromage voici l’impression d’une pizza.
L’avenir c’est d’imprimer soit même ses repas avec un suivi personnalisé mais aussi un but humanitaire plus besoin de déplacer beaucoup de moyens afin de nourrir les pays du tiers-monde. Il suffira d’une imprimante 3D pour en finir avec la faim dans le monde.
Environnement
La plus part des imprimantes 3D utilise aujourd’hui des bobines de fil polymère construis sur un dérivé du plastique l ‘ABS qui une fois réchauffer peut être réutilisé à l’infini malgré la présence de pétrole.
Il existe cependant d’autres matières plus soucieux de l’écologie comme l’acide polylactique (PLA) qui est un polymère entièrement biodégradable ou la pate à bois qui est une matière 100% renouvelable
L’imprimante peut donc devenir un élément majeur pour lutter contre le gaspillage car maintenant au lieu de construire des pièces de remplacement qui ne seront jamais utilisé, il suffira de venir avec une clef USB et de prendre le fichier des pièces ré-imprimable chez soit.
L’Inconvénient des imprimantes restent leur consommation d’énergie pour une pièce de 30 centimètres l’imprimante reste en fonctionnement plus de 12 heures d’affilés allumé.
Il est donc important que les entreprises s’inquiètent de ce facteur pour enfin être éco-responsable.
Médical
Les évolutions apportées par l impression 3D dans le secteur médical sont importantes car elle permet d’imprimer n’importe qu’elle matière ou objets afin de faciliter la vie des handicapés ou de grave blessé qui étais hier impossible à guérir .
Les exemples de révolution que je vous présente sont aujourd’hui l’espoir de vivre encore plus longtemps et de réparer le corps humain sans plus aucunes difficultés que se soit matériel ou financière comme nous le montre ces inventions:
- Une prothèse de main pour un coup faible au lieu de 14 000 et 22 000 euros nécessaires pour ce type d’appareillage médical, la prothèse 3D coûte elle entre 3 et 8 euros. Une possibilité humanitaire importante, le créateur de cette prothése se penche maintant sur l’impression d’une prothèse d’une jambe.
- Une hanche artificiel . Une jeune patiente suédoise a recouvré l’usage de sa jambe gauche grâce à la pose d’une prothèse « imprimée » en 3D. Le professeur Rydholm et d’une entreprise belge travaillant sur de nouvelles prothèses, customisées, fabriquées au moyen d’une imprimante 3D. En alliant leurs efforts, créant une hanche artificielle en titane, exactement conçue pour la morphologie de la patiente âgée de 15 ans, médecins suédois et ingénieurs belges ont réalisé un petit miracle.
- Dentiste et impression 3D: L’impression de dents sera donc personnalisé et possible d’accés car le coup sera moindre et l’exposition au ondes sera moindres car 20 fois moins qu’une radio dentaire normale puisque qu’il suffira de scanner les dents que l’on voudra remplacé.
- Impression d’organe, de vaisseaux sanguins et de tissus humain.
Des chercheurs du laboratoire national de Lawrence Livemore ont réussi à imprimer en 3D des vaisseaux sanguins fonctionnels. L’impression de cellules vivantes et de biomatériaux a été conçue de manière à permettre aux vaisseaux sanguins de se développer de façon autonome. Elle est rendue possible grâce à une encre biologique compatible avec le corps humain. Dans un premier temps, des cellules et autres biomatériaux permettant de fournir les nutriments essentiels à l’environnement sont imprimés. Auto assemblés, les capillaires sanguins sont en mesure de se connecter avec les tubes bio imprimés et transporter les éléments nutritifs permettant aux organes de fonctionner comme ils le font dans le corps.
L’impression d’organe:
Chaque jour, environ 18 personnes décèdent faute d’avoir reçu une greffe d’organe à temps. Un chiffre qui pourrait bientôt chuter considérablement grâce à l’impression 3D. Ainsi, les progrès en terme d’impression de tissus humains ont évolué assez vite pour que la firme de bio-impression Organovo, basée à San Francisco, puisse dévoiler le premier organe imprimé du monde, un foie humain courant 2014.« Nous avons atteint des épaisseurs de plus de 500 microns, et avons maintenu les tissus du foie dans un état entièrement fonctionnel avec le comportement phénotypique natif pour au moins 40 jours », a déclaré Mike Renard, vice-président exécutif des opérations commerciales Organovo . Cette innovation est tout bonnement impressionnante : il sera bientôt possible de greffer n’importe quel organe sur demande en le modélisant et en l’imprimant !
- Logiciel pour faciliter la vie des aveugles: Le GSI (Geospatial Information Authority) Japonais planche actuellement sur un logiciel capable de créer des morceaux de cartes imprimés grâce à une imprimante 3D. Le gros challenge du logiciel est de mettre en relief les éléments les plus importants d’un plan à commencer par les axes de circulation. Sinon l’aspect pratique, les premières cartes sont principalement prévues pour indiquer les abris en cas de tremblements de terre ou de tsunamis.L’idée est bien de pouvoir créer ces plans imprimés depuis n’importe quelle carte trouvée sur le web. Deux échelles sont prévues : 1/2500 en zone urbaine et 1/25000 en zone rurale. Le coût d’impression d’une carte avoisinerait 1 euros ce qui, vous en conviendrez, ne devrait pas être un frein au déploiement de l’objet.
Évolution à quel prix ?
Cette évolution est complète avec la possibilité d’une amélioration des conditions de vie pour tous. L’apparition de l’imprimante 3D dans les ménages sera une économie majeur car la possibilité de créer soit même ce que l’on veux quand on veux avec une limite de cout minime.
L’imprimante 3D permettra dans le futur de créer une planète écologique faite de matériaux réutilisable à l’infini avec comme espoir la conquête de l’espace. L’ ESA travaille aujourd’hui sur l’imprimante 3D afin de pouvoir rendre habitable la lune. Une imprimante 3D prendrait le sable lunaire afin de construire des habitats viable.
La possibilité d’une voiture totalement imprimable est aussi une évolution majeur qui permettra le déplacement de personne à moindre coût.
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