5 innovations de pointe en impression 3D favorisant la durabilité

La fabrication additive, aussi appelée impression 3D, est une technique de production utilisant généralement des plastiques combinés à des poudres métalliques. Du mobilier aux parties du corps humain, tous les projets d'impression 3D commencent par un design graphique et deviennent un produit solide. Malgré les inconvénients environnementaux de l'impression 3D — consommation d'énergie excessive et sous-produits toxiques — les entreprises trouvent un équilibre grâce aux nouvelles technologies et aux matériaux écologiques.

Objectifs de durabilité pour l'impression 3D

Avec la popularité croissante de la fabrication additive (FA), les entreprises réexaminent leurs méthodes de production pour découvrir comment utiliser des matériaux plus durables tout en maintenant économies de coûts et efficacité. En réponse aux réglementations environnementales, les entreprises ont désormais des objectifs de durabilité pour guider leurs efforts :

• Maintenir une économie circulaire, permettant aux matériaux et produits d'être réutilisés le plus souvent possible.
• Mettre fin au cycle des déchets plastiques et des objets jetés finissant dans les décharges, les océans et les incinérateurs.
• Réduire les émissions de dioxyde de carbone en minimisant le transport des matériaux.

Cet engagement envers des pratiques respectueuses de l'environnement a conduit à des solutions réussies et viables. Voici comment les entreprises de FA contribuent aux efforts de durabilité.

1. Réduire les déchets plastiques

Malheureusement, la majorité des produits en plastique finissent dans nos océans à travers le monde. Une façon de lutter contre cette pollution est de réduire les déchets plastiques. Grâce à la méthode d'application couche par couche de l'impression 3D, seule une quantité minimale de matériau est utilisée, et aucun ébarbage n'est nécessaire. Contrairement aux méthodes d'usinage soustractif, l'impression 3D laisse des espaces creux au milieu ou des zones de conception où les matériaux n'ont pas besoin d'être enlevés ou gaspillés. Par conséquent, moins de plastique est dépensé et moins de rebuts sont jetés.

2. Utiliser des matériaux biodégradables

Des matières premières biosourcées sont désormais utilisées dans les processus d'impression 3D. Une substance courante est un polymère végétal biodégradable appelé PLA, souvent fabriqué à partir de maïs mais pouvant aussi inclure du bois, du soja, des algues marines ou des algues. Les avancées récentes dans les polymères à base d'eau du groupe Mediated Matter du MIT intègrent d'autres ingrédients naturels comme la cellulose et le carbonate de calcium.

Une autre entreprise créant des produits avec des matériaux biodégradables est Spectalite, basée en Inde. En combinant déchets agricoles et ressources renouvelables pour la fabrication, les matériaux bio-composites de Spectalite servent une variété d'industries, de l'emballage à l'automobile, en passant par la manutention, l'ameublement et le mobilier.

3. Recycler le plastique

Une autre option favorisant la durabilité en FA est le recyclage des articles en plastique jetés ou la réutilisation de chutes de plastique des usines. Une façon de faire est de créer de nouveaux filaments polymères, qui sont même plus résistants que les fibres polymères d'origine. Actuellement, il existe des machines qui revalorisent des thermoplastiques nettoyés et broyés. Les petits morceaux passent ensuite par une extrudeuse, créant de nouveaux filaments recyclés.

Par exemple, si vous voyagez à Thessalonique, en Grèce, vous pouvez trouver du mobilier d'extérieur imprimé en 3D disposé dans toute la communauté. En partenariat avec le Zero Waste Lab de la ville, le groupe de recherche et design The New Raw a lancé un projet de recyclage du plastique. Ils ont encouragé les citoyens à déposer leurs articles en plastique pour le recyclage, et le labo a produit le mobilier imprimé en 3D à partir des plastiques collectés. En plus du mobilier de Thessalonique, The New Raw a aussi utilisé du plastique recyclé pour fabriquer des coquillages et de la vaisselle.

4. Réduire les émissions

Souvent, les produits doivent être expédiés vers d'autres installations pour l'emballage ou d'autres applications finales. Si les fabricants peuvent compléter un processus de production dans une seule installation, cela réduit le besoin de transport des matériaux — moins de trajets par camion ou par avion réduisent les émissions d'échappement et l'empreinte carbone. De plus, l'accès à distance rend plus pratique la transmission de designs 3D par email, éliminant le besoin de déplacements routiers.

Des chercheurs en construction ont jugé le ciment comme nuisible à l'environnement, citant ses émissions nocives de dioxyde de carbone. Comme alternative au ciment, une entreprise portugaise appelée eCO2Blocks produit des blocs de pavage à empreinte carbone négative. Au lieu d'utiliser des ressources naturelles, eCO2Blocks utilise une combinaison d'eau non potable, de technologie d'absorption de CO₂ et de déchets industriels.

5. Préserver l'écosystème

En raison du réchauffement climatique, les récifs coralliens naturels se détériorent à travers le monde. Grâce à l'impression 3D, des chercheurs en France et en Australie parviennent à créer des récifs en plastique. Les récifs artificiels sont installés à côté du récif naturel, encourageant la repousse du corail et la récupération des habitants naturels du récif.

Le recyclage pour la FA a aussi aidé à éliminer les déchets plastiques destinés aux océans. Par exemple, The New Raw collecte des filets de pêche abandonnés qui piègent et tuent les espèces aquatiques. Les filets sont ensuite recyclés pour créer de nouveaux produits en plastique imprimés en 3D.

Conclusion

Les experts prédisent que l'impression 3D, également connue sous le nom de technologie de fabrication additive, évoluera et finira par rejoindre ou remplacer les outils traditionnels de traitement des matériaux. En attendant, les chercheurs trouvent plus de solutions pour rendre l'impression 3D une procédure économique et durable. Comme les méthodes de production de matériaux évoluent avec les trois R en tête — réduire, réutiliser, recycler — les entreprises peuvent se conformer aux réglementations environnementales tout en fournissant des produits de qualité, respectueux de l'environnement.