L'évolution de l'impression 3D : une chronologie complète

L'impression 3D est une technologie de pointe. Son histoire remonte au début des années 1980. Le Dr Hideo Kodama, scientifique japonais, est l'un des pionniers. Il a déposé le premier brevet pour le durcissement par faisceau laser.

Bien qu'il n'ait pas obtenu le brevet, cela a marqué le début de nombreuses inventions dans l'histoire de l'impression 3D. D'autres scientifiques ont travaillé entre 1980-1984 mais limités par le manque de financement.

La période 1984-1992 a marqué un réel progrès. Trois technologies cruciales (SLA, SLS, FDM) ont été découvertes, menant à l'impression 3D actuelle.

Passionné par les technologies d'impression 3D et curieux de ses origines ? Vous cherchez des faits historiques ? Vous êtes au bon endroit.

Nous partageons l'histoire de l'impression 3D, lisez jusqu'au bout.

Quand l'impression 3D a-t-elle été inventée ?

L'histoire de l'impression 3D et de la fabrication additive remonte au début des années 1980.

• Les premiers inventeurs (1981-1984)

Le Dr Hideo Kodama, Institut de recherche municipal de Nagoya (Japon), premier à breveter le durcissement de résine par faisceau laser, technologie associée à l'impression 3D actuelle. Échec : délai d'un an dépassé par manque de fonds.

Premiers inventeurs en France

Les scientifiques ont continué après les travaux de Kodama. L'idée de prototypage rapide a germé.

Le Mehaute (Alcatel, géométrie fractale) voulait produire des pièces complexes. Il a engagé De Witte (lasers, monomères liquides durcissables par laser).

Ils ont présenté le projet à André (CNRS). Il a adhéré, mais le projet a échoué : CNRS a refusé le financement.

En 1984, le trio a tout de même déposé un brevet. Projet abandonné par manque de financement.

• L'invention de la stéréolithographie (1984-1988)

1984 : Charles Hull, frustré de ne pas pouvoir faire de petites pièces sur mesure (fabrication meubles/tablettes). Il a proposé d'utiliser l'UV de l'entreprise pour durcir de la résine photosensible en processus additif.

L'entreprise a récompensé son initiative : petit laboratoire pour continuer ses recherches.

1986 : Hull a réussi et breveté la « Stéréolithographie ». La même année, il a fondé 3D Systems en Californie. Leader mondial des technologies d'impression 3D encore aujourd'hui.

• Ère d'innovations rapides (1988-1992)

Stéréolithographie – SLA

Le succès de Hull et son brevet ont lancé les applications d'impression 3D utilisant des machines SLA.

Deux autres technologies ont suivi rapidement.

Frittage sélectif par laser – SLS

Autre découverte majeure : SLS en 1988 par Carl Deckard (étudiant, Université du Texas). Procédé utilisant un laser puissant pour fritter de la poudre en modèles 3D solides.

Deckard a breveté le SLS. Sa première imprimante « Betsy » ne produisait que de petits morceaux de plastique, mais validait le concept de fabrication additive SLS. Grande avancée historique.

Modélisation par dépôt fondu – FDM

Pendant l'attente du brevet SLS, un autre brevet pour fabrication additive 3D a été déposé.

Fait intéressant : le FDM, technique la plus simple, a été le dernier inventé.

Scott Crump, co-fondateur de Stratasys (1989), a obtenu le brevet. L'entreprise du Minnesota reste leader des imprimantes 3D high-tech. Stratasys a reçu le brevet en 1992.

Qui a inventé l'impression 3D ?

Le terme « impression 3D » utilisé dès le début des années 1980 par les premiers inventeurs.

L'histoire se concentre sur les scientifiques et leurs technologies : prototypage rapide, processus additif, stéréolithographie, SLS, FDM.

Liste des inventeurs connus de l'impression 3D :

• Hideo Kodama

Institut de recherche municipal de Nagoya (Japon). A publié un article sur la fabrication de modèles fiables par exposition de photos liquides à des polymères durcissants par UV.

L'histoire montre l'échec du brevet par manque de financement.

• Jean Claude André, Oliver de Witte, Alain Mehaute

Équipe de scientifiques français. Progrès remarquables. Contribution majeure : création d'objets réels.

Eux aussi ont abandonné pour manque de viabilité commerciale perçue.

• Charles Hull

L'histoire crédite Charles Hull comme inventeur de la technologie d'impression 3D : premier à obtenir un brevet avec succès. A développé la première imprimante SLA, la SLA-1. Brevet US obtenu.

Sa découverte : lumière UV concentrée + filaments plastiques UV-durcissables = pièces 3D à partir d'un fichier informatique. Révolutionnaire.

• Emmanuel M. Sachs, John S. Harggerty, Michael J. Chim, Paul A. Williams

Équipe créditée pour l'invention du « binder jetting » (jet de liant). Utilise l'impression jet d'encre pour appliquer un liant adhésif sur poudre couche par couche. Première technologie 3D utilisant le jet d'encre.

Innovation dans les systèmes 3D permettant l'impression multi-matériaux : plastique, métal, sable, céramique.

• Scott Crump

Chercheur ayant inventé l'imprimante 3D la plus reconnaissable aujourd'hui. A découvert les techniques FDM. Création d'objets 3D par superposition de filaments chauds sortant de la buse, puis refroidissement.

A aussi inventé les supports solubles et « breakaway » permettant les surplombs et designs creux en FDM.

• Carl Deckard

Inventeur de l'utilisation d'un faisceau laser pour fritter de minuscules particules de poudre, couche par couche, créant une pièce 3D solide. Crédité pour le SLS.

• Adrian Bowyer

Dr Adrian Bowyer : maître d'œuvre des imprimantes 3D open-source capables de fabriquer leurs propres composants.

Où a été faite la première imprimante 3D ?

1981 : Dr Hideo a inventé les premières itérations documentées de l'impression 3D actuelle à Nagoya, Japon. En développant un système de prototypage rapide, il a découvert l'approche couche par couche pour la fabrication de produits 3D.

Bien qu'il n'ait pas pu breveter, beaucoup le reconnaissent comme l'inventeur original de l'impression 3D.

L'impression 3D à la fin des années 1980

L'histoire trouve sa base dans les années 1980. Catalogue résumé des événements historiques :

• 1986

Après plusieurs échecs des pionniers du début des années 80, Charles Hull a repris la stéréolithographie et l'a menée à bien. Il a obtenu son brevet.

• 1988

Invention des imprimantes SLA-1. Suivie de près par la découverte de la machine SLS. Produites et mises sur le marché par DTM Inc pour la fabrication d'objets 3D.

Quand l'impression 3D est-elle devenue populaire ?

L'histoire suggère une popularité depuis l'invention dans les années 80. Popularité initiale dans l'industrie : prototypage rapide de produits industriels.

Technologie rapide, rentable, prix abordable pour objets et designs 3D.

Croissance de la popularité de la fabrication additive en trois étapes :

• Stade infantile : 1981-1999

Peu d'industries connaissaient l'impression 3D et les imprimantes.

• Stade adolescent : 1999-2010

Popularité des processus d'impression 3D a gagné en momentum, appliquée dans la plupart des industries et professions.

Mais beaucoup de travail pour améliorer la technologie.

• Stade adulte : 2011 à aujourd'hui

Innovations récentes ajoutent de la valeur. Exemple : 3D Systems fournit des solutions d'impression 3D tridimensionnelles.

Services high-tech ont séduit les amateurs d'impression 3D.

Le mouvement open-source encourage l'usage des imprimantes 3D, comme l'a prouvé le prototype Sanders dans sa quête d'outils CAO leaders à domicile et chez les industriels.

Certains disent que la technologie 3D est à son apogée, d'autres qu'il reste beaucoup à en attendre.

Conclusion

L'histoire montre des chercheurs améliorant la technologie pas à pas, du Dr Hideo Kodama (initiateur) à Adrian Bowyer (open-source).

Les acteurs de l'industrie 3D pensent que la technologie est loin d'être pleinement exploitée, et le monde doit s'attendre à plus d'avancées.