Explorez 8 technologies d'impression 3D de pointe et leurs applications

En matière d’impression 3D, vous n’êtes limité que par votre imagination. De nos jours, il est plus facile de poser la question : « Qu’est-ce qui ne peut pas vous imprimez en utilisant ce procédé ? plutôt que d’énumérer la longue et interminable liste de ce qui peut être produit. L'impression 3D est capable de créer des outils simples, de générer des modèles architecturaux complets et même de créer des prothèses. 

Tous les besoins d’impression ne seront pas identiques et vous pouvez choisir parmi plusieurs méthodes. Par exemple, chez Xometry, nous proposons neuf procédés d'impression 3D uniques et cherchons toujours à en ajouter davantage. Chacun de ces processus a ses propres avantages et inconvénients. Certains sont meilleurs pour travailler le métal, d'autres sont durcis au laser et certains sont conçus pour les débutants intéressés à essayer l'impression pour la première fois. À l'avance, découvrez les différents types d'impression 3D et faites-vous une idée des forces et des faiblesses de chacune.

1. Impression Polyjet

Même si les imprimantes 3D peuvent sembler assez futuristes, l’impression PolyJet est ce qui se rapproche le plus de la bonne vieille impression à jet d’encre que vous connaissez probablement le mieux. Ces machines utilisent des têtes d'impression pour saupoudrer de minuscules gouttelettes de résine photopolymère sur une plaque de construction, qui sont ensuite durcies en couches par une lumière UV. Les machines PolyJet de Xometry sont capables d'imprimer en couleur et multi-matériaux, ce qui les rend idéales pour créer des modèles réalistes et des prototypes visuels. Attention cependant, les matériaux PolyJet ne sont pas connus pour leur durabilité et ne conviennent pas aux composants d'utilisation finale.

Polyjet est particulièrement adapté aux petites pièces présentant de petites caractéristiques. C'est très précis, mais les matériaux ont tendance à être moins durables.

Christian Tsu-Raun

Chef d'équipe, devis manuels

La photo ci-dessous montre l'une de nos imprimantes PolyJet créant des pièces en couleur :

Imprimante 3D PolyJet de Xometry créant des pièces multicolores.

Ce tableau montre les matériaux qu'une imprimante polyjet peut utiliser, ce qu'elle peut fabriquer et ses points forts.

Tableau 1 :Avantages de l'impression 3D PolyJet

Matériaux Forces Applications courantes Précision dimensionnelle

Matériaux

Photopolymères rigides, type caoutchouc Shore A, photopolymère transparent

Points forts

Haute résolution, multi-matériaux, couleur 

Applications courantes

Prototypes surmoulés, modèles conceptuels en couleur, modèles éducatifs

Précision dimensionnelle

+/- 0,004" pour le premier pouce, plus +/- 0,002" pour chaque pouce suivant

2. Modélisation des dépôts fondus (FDM)

Les machines de modélisation par dépôt fondu (FDM) peuvent être trouvées n'importe où, du bureau d'un amateur aux ateliers de fabrication d'installations de production comme celle de Xometry. Cette méthode populaire consiste à déplacer un filament de plastique à travers une buse chauffée pour le faire fondre et former une pièce couche par couche jusqu'à ce que le produit final soit terminé. Il existe de nombreux matériaux de filament différents parmi lesquels choisir pour l'impression FDM, que vous recherchiez un plastique plus rigide ou un élastomère thermoplastique flexible.

L'image ci-dessous montre l'une des imprimantes industrielles de Xometry capable de produire des pièces jusqu'à trois pieds de longueur :

L'une des nombreuses imprimantes 3D FDM industrielles de Xometry

Ce tableau présente les matériaux utilisés par une imprimante de modélisation par dépôt fondu, ce qu'elle peut fabriquer et ses avantages par rapport aux autres imprimantes.

Tableau 2 :Avantages de l'impression 3D FDM

Matériaux Forces Applications courantes Précision dimensionnelle

Matériaux

ABS, PLA, PC, ULTEM et plus

Points forts

Faible coût, gros volumes d'impression, variété de matériaux 

Applications courantes

Prototypage, pièces pour amateurs, gabarits de fabrication

Précision dimensionnelle

+/- une épaisseur de couche de construction unique pour le premier pouce et +/- 0,002" pour chaque pouce par la suite

3. Stéréolithographie (SLA)

La stéréolithographie (SLA) a été le premier type d’impression 3D accessible aux gens ordinaires. Cette imprimante utilise un laser haute puissance pour durcir le photopolymère liquide sur sa plaque de construction. Le laser se déplace selon la forme de la section transversale de la pièce, la durcit et la prépare pour la couche suivante. Il fonctionne avec un processus appelé polymérisation pour construire l’élément que vous avez conçu couche par couche. C’est une excellente option d’impression si vous souhaitez créer des modèles ou des produits complexes. Xometry propose de nombreux matériaux SLA différents, dont beaucoup sont transparents et utiles pour créer des pièces que vous devez voir à travers.

La photo montre certaines pièces créées via le service SLA de Xometry :

Diverses balises transparentes réalisées par impression 3D SLA

Ce tableau présente les points forts et les utilisations d'une imprimante SLA. Il montre également les matériaux qu'il peut gérer et les types de choses qu'il peut créer.

Tableau 3 : Avantages de l'impression 3D SLA

Matériaux Forces Applications courantes Précision dimensionnelle

Matériaux

Type polycarbonate, type ABS, type polypropylène

Points forts

Haute résolution/détail, précision, grande zone d'impression

Applications courantes

Modèles de coulée, Prototypes, Modèles conceptuels

Précision dimensionnelle

+/- 0,002" - +/- 0,010"

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4. Frittage sélectif au laser (SLS)

Le frittage sélectif au laser (SLS) remplace ces filaments de plastique bien connus par du plastique en poudre; généralement en nylon. Cette machine étale une fine couche de cette poudre à l’aide d’un appareil appelé recouvreur, puis trace la section transversale de la pièce au laser. Pendant le traçage, la chaleur du laser fait fondre la poudre et elle fusionne. Le piston de la chambre de fabrication s'abaissera alors légèrement et une autre couche de poudre sera répartie dessus, et le processus se répétera jusqu'à ce que votre produit prenne vie. Ce type de méthode d'impression ne nécessite pas de structures de support car la poudre non frittée enveloppe les pièces dans tout le support, les soutenant ainsi. Pour cette raison, de nombreuses pièces peuvent être construites simultanément en une seule construction, ce qui rend l'impression SLS idéale pour créer de nombreuses pièces en même temps, tout en conservant la précision et la qualité.

Le schéma suivant montre le fonctionnement d'un système d'imprimante 3D SLS :

Système d'impression 3D SLS.

Ce tableau présente les documents que vous pouvez envoyer via cette imprimante, ce qu'elle produit et ses avantages.

Tableau 4 : Avantages de l'impression 3D SLS

Matériaux Forces Applications courantes Précision dimensionnelle

Matériaux

Nylon 11, Nylon 12, Nylon chargé (par exemple chargé de verre)

Points forts

Aucune structure de support nécessaire, géométries complexes, pièces durables

Applications courantes

Modèles conceptuels, pièces d'utilisation finale, dispositifs médicaux

Précision dimensionnelle

+/- 0,002" - 0,003" par pouce

5. Fusion multi-jets (MJF)

L’impression par fusion multi-jets comporte de nombreuses pièces mobiles. Sur ces machines, une couche de poudre plastique est déposée qui est ensuite réchauffée par une tête chauffante. Un réseau de type jet d'encre survole le dessus et pulvérise avec précision des agents de fusion et de détail dans la poudre. Les éléments chauffants fusionnent le tout et le processus se répète. Comme l'impression SLS, les pièces MJF ne nécessitent pas de structures de support grâce à la méthode à base de poudre, et de nombreuses pièces peuvent donc être imprimées simultanément horizontalement et verticalement dans la chambre de fabrication. Chez Xometry, nous proposons des matériaux rigides et flexibles via MJF et de multiples options de finition, telles que la teinture et le lissage à la vapeur chimique pour améliorer davantage les impressions.

L'image ci-dessous est un exemple de pièce réalisée à l'aide des services MJF de Xometry, qui dans ce cas a également été teinte en noir :

Pièce en nylon 12 imprimée en MJF avec une finition teinte en noir.

Le tableau suivant présente les matériaux que vous pouvez utiliser avec une imprimante MJF, ce qu'elle peut créer et ses avantages.

Tableau 5 :Impression 3D MJF

Matériaux Forces Applications courantes Précision dimensionnelle

Matériaux

Nylon PA 12, polypropylène, nylon chargé de verre, TPU 88A

Points forts

Très précis, rapide et peu coûteux

Applications courantes

Prototypes visuellement précis, pièces d'utilisation finale

Précision dimensionnelle

+/- 0,7 mm

SLS et MJF produisent des pièces dans des matériaux connus, principalement du nylon mais aussi du PP et du TPU. Les pièces sont durables et se comportent de manière typique de leur matériau de base. Cela permet aux ingénieurs de tester des pièces dans un matériau qui peut également être transféré à d'autres processus.

Christian Tsu-Raun

Chef d'équipe, devis manuels

Lorsque vous êtes à la recherche d’un processus permettant d’imprimer en 3D directement dans le métal, faites appel aux services de frittage laser direct de métal (DMLS). Semblable au frittage sélectif au laser, les machines DMLS déposent une fine couche de poudre métallique, puis utilisent leurs puissants lasers pour tracer la section transversale de chaque pièce couche par couche, fusionnant les particules métalliques ensemble pour former des pièces. Contrairement au SLS, les structures de support sont car la chaleur et les contraintes générées par le frittage du métal sont beaucoup plus importantes que celles des plastiques. En raison de leur taille, de leur coût élevé et des nombreuses étapes de post-traitement requises sur les pièces une fois l'impression terminée, les machines DMLS ont tendance à être trouvées uniquement dans les ateliers industriels, tels que ceux du réseau Xometry.

Cette photo montre une imprimante DMLS chez Xometry au milieu du frittage de pièces à partir de poudre d'acier :

Imprimante 3D DMLS frittant de la poudre d'acier pour former des pièces.

Le tableau suivant détaille ce que vous pouvez réaliser avec les imprimantes DMLS, les matériaux que vous pouvez utiliser et les types d'applications pour lesquels elles sont utiles.

Tableau 6 : Avantages de l'impression 3D DMLS

Matériaux Forces Applications courantes Précision dimensionnelle

Matériaux

Acier inoxydable, aluminium, alliages de nickel, titane

Points forts

Pièces métalliques très détaillées et entièrement denses

Applications courantes

Composants aérospatiaux et automobiles

Précision dimensionnelle

+/- 0,005" pour le premier pouce, plus +/- 0,002" pour chaque pouce suivant.

7. Fusion par faisceau d'électrons (EBM)

Si vous augmentez le niveau de difficulté, vous rencontrerez des méthodes d’impression telles que la fusion par faisceau d’électrons (EBM). Comme DMLS, ces machines entrent dans la catégorie industrielle et nécessitent l’expertise associée. Son processus est tout dans le nom :il utilise des faisceaux d’électrons pour fusionner des particules métalliques entre elles. La machine dépose une couche de poudre métallique, puis le faisceau effectue le traçage et la fusion. Le faisceau peut même être divisé pour s'attaquer à plusieurs zones à la fois. 

Dans ce tableau, vous verrez les matériaux utilisés par une imprimante 3D EBM, ce qu'elle peut construire et ses points forts.

Tableau 7 : Avantages de l'impression 3D EBM

Matériaux Forces Applications courantes Précision dimensionnelle

Matériaux

Chrome, Titane

Points forts

Plus rapide que DMLS

Applications courantes

Composants aérospatiaux, médicaux et pétrochimiques

Précision dimensionnelle

N/A

8. Processus de lumière numérique (DLP)

Certaines options d'impression 3D sont similaires à d'autres, ce qui est le cas des imprimantes DLP (Digital Light Process) et SLA. La principale différence est qu'une machine DLP projettera une image à l'aide d'une lumière UV sur l'ensemble de la cuve de matériau en une seule fois, au lieu de dessiner la section transversale un point à la fois avec un laser. Le traitement numérique de la lumière a rendu l’accès à l’impression photopolymère plus accessible. C’est moins cher et plus rapide que le SLA, mais cela permet toujours de fabriquer des pièces de haute qualité. 

Ce tableau présente les matériaux, les utilisations et les points forts d'une imprimante DLP :

Tableau 8 :Avantages de l'impression 3D DLP

Matériaux Forces Applications courantes Précision dimensionnelle

Matériaux

Type polycarbonate, type ABS, type polypropylène

Points forts

Plus rapide que SLA

Applications courantes

Moulage de bijoux, attelles dentaires, figurines miniatures

Précision dimensionnelle

0,1 mm

Quels sont les facteurs d'impression 3D à prendre en compte ?

Il existe toutes sortes d’imprimantes 3D pour tous les types de besoins. Vous devrez réfléchir au produit final que vous essayez de construire, aux matériaux avec lesquels vous souhaitez qu’il soit fabriqué, ainsi qu’au budget et aux délais dont vous disposez. Si vous recherchez une imprimante que vous pouvez avoir à la maison pour le plaisir et la production discrète, les imprimantes FDM ou SLA pour amateurs peuvent faire l'affaire. Les imprimantes plus avancées, comme les machines DMLS, conviennent mieux aux espaces industriels et aux industries comme l'aérospatiale, l'ingénierie ou la médecine. 

Pour en savoir plus, consultez notre guide complet sur l'impression 3D.

Quel est le type d'impression 3D le plus courant ?

L'impression FDM est l'un des types d'imprimantes 3D les plus couramment utilisés. Cela est dû à son faible coût et à sa facilité d'utilisation. Cependant, lorsqu’il s’agit d’applications industrielles de plastique, le MJF a tendance à être préféré. La fabrication de composants métalliques a tendance à être effectuée à l’aide de DMLS. 

Pour en savoir plus, consultez notre guide sur les types d'impression 3D.

Quel est le meilleur type d'impression 3D pour les débutants ?

L'impression 3D FDM est le type d'impression 3D le plus simple pour les débutants. Non seulement le processus est facile à comprendre, mais les matières premières sont bon marché et les équipements peuvent également être trouvés à des prix très abordables. L'impression DLP est également un bon point de départ, mais nécessite généralement une compréhension plus approfondie des méthodes d'impression 3D. Le DLP est également plus cher en moyenne que le FDM.

Quel est le meilleur type d'impression 3D pour les matériaux ?

Les imprimantes MJF disposent de la plus large gamme de matériaux disponibles et peuvent imprimer des pièces multi-matériaux et multicolores avec une relative facilité. Les imprimantes MJF peuvent colorer de manière sélective différentes parties de l'impression tout en étant capables de placer différents types de matériaux dans la même partie. 

Pour en savoir plus, consultez notre guide sur les matériaux d'impression 3D.

Quel est le meilleur type d'impression 3D à usage médical ?

Les implants médicaux nécessitent des matériaux avancés comme l’acier inoxydable ou le titane. En tant que telle, une technologie 3D sur lit de poudre comme le DMLS est la mieux adaptée à ces applications. 

Quel est le meilleur type d'impression 3D pour la construction ?

L’impression 3D dans le secteur de la construction en est encore à ses balbutiements. Cependant, les grandes imprimantes 3D utilisent avec succès une technologie similaire à celle utilisée dans les imprimantes FDM pour imprimer des structures en béton. Cela fonctionne en imprimant des couches de béton les unes sur les autres pour construire une structure à partir de zéro. 

Quel est le meilleur type d'impression 3D pour l'éducation ?

Les imprimantes FDM sont idéales à des fins éducatives. C’est parce que leurs mécanismes sont faciles à observer et à comprendre. De plus, leur fonctionnement est peu coûteux et la matière première est également bon marché.

Quel est le meilleur type d'impression 3D pour l'architecture ?

Les entreprises d'architecture utilisent des imprimantes 3D pour imprimer des modèles réduits de leurs conceptions et considèrent généralement le SLS comme le type de technologie d'impression 3D le plus approprié. Cela est dû aux volumes de construction plus importants disponibles et à la capacité de SLS à construire des pièces avec des détails exceptionnels.

Questions fréquemment posées sur les types d'impression 3D

Combien coûte une imprimante 3D ?

Il existe de nombreux types d’imprimantes 3D sur le marché. Ainsi, une imprimante 3D peut coûter aussi peu que 150 dollars pour une machine FDM d'entrée de gamme. Le coût des machines DMLS avancées commence à environ 250 000 $. Les imprimantes 3D peuvent être achetées directement auprès de fournisseurs ou sur des sites Web tiers comme Amazon.

Est-il possible de démarrer une entreprise avec une imprimante 3D ?

Oui, cependant, il existe une faible barrière à l’entrée, de sorte que le marché pourrait bien être saturé d’individus partageant les mêmes idées. Cependant, utiliser les dernières méthodes d'impression 3D et approvisionner un marché de niche est un bon point de départ.

L'impression 3D est-elle une activité rentable ?

Oui, surtout si des services et des matériaux d'impression 3D avancés sont proposés.

Combien pouvez-vous gagner en impression 3D ?

Cela dépend entièrement des produits et services proposés. La valeur des produits imprimés peut également varier de quelques centimes pour les bibelots en plastique à des milliers de dollars pour les pièces métalliques avancées.

Résumé

Cet article a présenté 8 technologies d'impression 3D différentes, leurs applications et leurs atouts. 

Bon nombre de ces processus et bien d’autres sont disponibles à portée de main via Xometry Instant Quoting Engine®. Tout ce que vous avez à faire est de télécharger votre fichier CAO 3D, tel qu'un STL, et de configurer votre devis à partir des options pour obtenir des prix et des délais de livraison instantanés. Essayez-le aujourd'hui et obtenez votre devis instantané !

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Kat de Naoum

Kat de Naoum est une écrivaine, auteure, éditrice et spécialiste du contenu britannique avec plus de 20 ans d'expérience en écriture. Kat a de l'expérience en matière d'écriture pour diverses organisations manufacturières et techniques et aime le monde de l'ingénierie. Parallèlement à l'écriture, Kat a travaillé comme parajuriste pendant près de 10 ans, dont sept dans le domaine du financement maritime. Elle a écrit pour de nombreuses publications, tant imprimées qu'en ligne. Kat est titulaire d'un baccalauréat en littérature anglaise et en philosophie, ainsi que d'une maîtrise en écriture créative de l'Université de Kingston.

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