La fabrication directe expliquée :la science derrière l'impression 3D

La fabrication directe (DM) – également connue sous le nom de fabrication additive ou rapide – est un processus qui crée un objet solide en trois dimensions (3D) à partir d'un liquide ou d'une poudre. Cela peut être accompli en frappant la substance avec un laser ou une autre forme de faisceau, telle qu'un faisceau d'électrons, ou en la dirigeant sous forme fondue à travers des buses extrêmement étroites. Les conceptions numérisées, telles que celles créées dans les programmes de conception assistée par ordinateur (CAO), sont introduites dans un ordinateur qui contrôle le processus et crée le produit final.

La fabrication directe peut être simplement qualifiée d’« impression 3D ». Le fonctionnement peut ressembler à celui d’une imprimante classique de type jet d’encre, mais il fonctionne en trois dimensions. Comme pour l'impression traditionnelle, une fois le dessin saisi dans l'ordinateur, le reste du processus est géré sans interaction humaine.

Les types de fabrication directe peuvent être divisés en deux catégories principales :celles dans lesquelles un matériau en fusion est déposé et celles dans lesquelles des couches de matériau sont traitées. Dans le premier cas, le matériau fondu – généralement du plastique – est extrudé à travers des buses, dont aucune n’est beaucoup plus large qu’un cheveu humain. Les filaments sont déposés, une couche à la fois, selon le dessin CAO, avec une couche typique mesurant 0,005 pouces (0,0127 cm) d'épaisseur.

Dans le cas d'un matériau sur lequel on agit, une fine couche de poudre est déposée, généralement au rouleau. Ensuite, une couche du dessin CAO est gravée sur la poudre avec un laser ou un autre faisceau d'énergie. Les particules de poudre sont fusionnées selon la forme du trajet du faisceau, créant une seule couche du dessin. Le processus est ensuite répété jusqu'à ce que l'élément soit terminé.

Les articles spécialisés ou de fabrication limitée sont souvent mieux adaptés à la fabrication directe, comme les prototypes ou les pièces d'engins spatiaux ou d'avions militaires présentant une géométrie inhabituelle. Lors de la création d'articles destinés aux utilisateurs finaux, certaines entreprises travaillant avec des méthodes DM affirment que le processus est compétitif par rapport aux techniques traditionnelles d'usinage et de moulage par injection. Au moment de décider entre le DM et un autre processus de fabrication, le volume de fabrication, la complexité de la conception et la probabilité de changement doivent être pris en compte.

En raison des coûts prohibitifs des moules et des pièces usinées nécessaires à la fabrication traditionnelle, la fabrication directe peut être bien adaptée aux séries de production courtes ou incertaines. Il peut être utilisé pour d’autres produits une fois l’exécution prévue terminée. Pour les conceptions très complexes, DM peut être en mesure de créer des articles d'une seule pièce qu'il serait difficile, voire impossible, de créer avec la plupart des autres méthodes de fabrication.

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