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C'est quoi l'impression 3D ? Guide pour débutant

C'est quoi l'impression 3D ? Guide pour débutant

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Comprendre la définition et le principe de l'impression 3D

Le principe de la technologie de fabrication par impression 3D est de créer des objets en déposant de la matière couche par couche sur un plateau chauffant, à partir d'un fichier numérique préalablement récupéré ou créé depuis un logiciel de modélisation 3D assistée par ordinateur pour la conception, puis traité par un slicer qui transforme le dessin CAO en lignes de code adaptées aux paramètres de l'imprimante. Contrairement aux techniques classiques qui moulent ou usinent la matière, l'impression 3D fonctionne par ajout de matière (fabrication additive).

Guide pour débuter en impression 3D : comment ça marche ?

Lorsqu'on débute dans l'impression 3D, l'objectif est de créer un modèle 3D dans un temps imparti à l'aide de logiciels de CAO comme Fusion 360, Blender ou Tinkercad. Vous pouvez également télécharger un modèle numérique depuis une bibliothèque en ligne.

Vous exportez ensuite votre fichier au format STL ou 3MF, puis vous le passez dans un slicer afin de le traduire en G-code, le langage compris par l'imprimante 3D. Ce logiciel tranche virtuellement votre objet en couches successives et prépare l'impression, qui s'effectue par dépôt de filament chauffé issu d'une bobine de PLA ou de PETG achetée dans le commerce. N'oubliez pas d'ajuster les paramètres de l'imprimante 3D comme la gestion des supports, la tour de purge, le taux de remplissage des pièces ou l'adhérence à la surface, ainsi que les réglages propres à votre bobine de filament, pour obtenir un objet plastique de qualité.

Le slicer, logiciel de transformation 3D en G-code

Les slicers les plus utilisés sont Cura, OrcaSlicer, PrusaSlicer et Bambu Studio. L'imprimante lit ces instructions et dépose chaque couche avec une précision de 0,1 à 0,3 millimètre à condition d'avoir calibré son imprimante 3D au préalable. Elle répète ensuite l'extrusion de plastique pendant plusieurs heures jusqu'à obtenir l'objet complet. Avant cela, vous devez choisir un filament pour impression 3D en respectant les préconisations et définir les besoins propres à vos modèles 3D prêts à imprimer.

Les fichiers de création et les bibliothèques d'impression

Créer un objet à l'aide de logiciels de conception tels que Fusion 360, Blender ou Tinkercad n'est pas à la portée de tout le monde. C'est pourquoi la communauté des makers partage ses créations sur des bibliothèques de fichiers d'impression 3D. Vous en trouverez des milliers gratuitement sur Thingiverse, Printables ou Cults3D. Le format 3MF, plus récent que le STL, embarque davantage d'informations comme les couleurs — à vérifier avec votre imprimante multicolore, qui génère alors des « poops » (résidus de purge lors des changements de filament).

Un large choix de matériaux

Le PLA est le matériau d'impression 3D préféré des makers : facile à imprimer, peu coûteux et idéal pour une mise en forme avant des projets 3D plus exigeants. Le PLA est également biodégradable et sans odeur. L'ABS résiste mieux à la chaleur et convient parfaitement aux pièces mécaniques. Le PETG combine le meilleur des deux et reste idéal pour les pièces destinées à l'extérieur. Le TPU, flexible, est tout indiqué pour les coques et les joints. Chaque matériau possède ses propres réglages de température et de vitesse d'impression.

Les différentes utilisations de l'impression 3D

Les industries spécialisées comme l'aérospatiale ou le médical utilisent l'impression 3D pour réaliser des prototypes ou des séries adaptées à leurs besoins très spécifiques et ultra techniques, avec des matériaux précis et des imprimantes onéreuses. Le coût reste malgré tout bien moindre que la réalisation de moules métalliques. De leur côté, les particuliers fabriquent des décorations 3D, des pièces de rechange introuvables, des objets personnalisés ou encore des figurines et personnages.

Dans le médical, on réalise des prothèses sur mesure et des modèles permettant aux chirurgiens de s'entraîner. Les architectes impriment des maquettes détaillées. On voit même apparaître des maisons construites par impression 3D. La mode et la bijouterie créent quant à elles des pièces impossibles à produire autrement.

Les problèmes courants en impression 3D

Il existe quelques galères classiques. Le warping survient quand les coins de la pièce se décollent du plateau. Le stringing crée des fils ou « cheveux d'ange » entre les parties d'un même objet. Les problèmes de première couche empêchent l'adhérence. Le ghosting provoque des ondulations sur les parois.
Ces problèmes d'impression se règlent en ajustant la température de la buse, la vitesse d'extrusion et les supports. Ces supports ou structures de surplomb sont des éléments temporaires que l'on retire à la fin de l'impression.

Idéal pour le prototypage

La fabrication additive permet une personnalisation poussée sans surcoût. Elle est rapide : quelques heures suffisent. Pas besoin de moule coûteux, même pour une pièce unique. Côté complexité, il n'y a quasiment plus de limites : formes organiques, structures creuses, assemblages intégrés tout devient possible.

Quel prix pour une impression 3D ?

Pour acheter une imprimante 3D au tendances futuristes destinée aux débutants, comptez environ 300 euros avec des limitation technologique et un manque de caisson fermé. De 600 à 2 500 euros pour de meilleures performances et un nombre de paramètre en forte croissance. Les machines professionnelles s'échelonnent entre 1 500 et 10 000 euros pour le traitement de matériaux spécifiques et abrasifs. Sans oublier les consommables de votre imprimante, comme les bobines de filament et les produits et outils d'entretien. Sinon, un service d'impression 3D comme Exantrix propose des tarifs entre 15 et 100 euros la pièce.