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Les préjugés sur l’impression 3D: Décryptage

Les préjugés sur l’impression 3D ont la vie dure ! Si cette technologie provoquent la fascination de nombreux médias et de personnes,elle soulève néanmoins de nombreuses questions et d’aprioris. Nous vous décryptons la plupart dans cet article.

Impression d’un bloc cylindre par fabrication additive

Préjugé numéro 1 : « Les pièces sont en plastique. C’est donc moins solide que celles d’origines. »

Les pièces de notre quotidien (engrenage, poignée, verrou…) sont quasiment toutes fabriquées grâce au procédé d’injection par moulage, aussi appelé « Moulage plastique ». Cette technologie consiste à liquéfier ou ramollir une matière qui est ensuite injectée dans des moules avant d’être éjectée du moule, après refroidissement.

De son côté, la nouvelle technologie de l’impression 3d s’appuie sur un fichier 3D qui donnera lieu à un objet fabriqué couche par couche. Ainsi, différentes technologies existent dont la stéréolithographie (SLA) ; le dépôt de filament (FDM) et le frittage sélectif par laser (SLS). Un des nombreux avantages de l’impression 3D est qu’il est possible d’adapter les matériaux ainsi que les technologies à l’utilisation finale du produit.

Il existe donc deux principales techniques pour fabriquer des pièces de manières industrielle. Néanmoins, leurs modes de production sont très différentes. Les objets produits n’ont pas les mêmes caractéristiques bien que toutes deux travaillent avec des matériaux plastique. Contrairement aux croyances, plastique ne veut pas dire bas de gamme. Il désigne un groupe de matériaux ayant des capacités en commun. Le Larousse nous donne comme définition : « Mélange comportant, comme composant fondamental, une substance macromoléculaire et possédant, en général, la propriété d’être moulé ou modelé. Exemple, l’argile est une matière plastique »

Ensuite, on mesure généralement la résistance d’un matériau grâce à son module de déformation ( module dit de Young). Ce dernier caractérise la résistance d’un matériau à l’allongement et la compression au sein de son domaine de déformation élastique. C’est-à-dire que plus un matériau possède un module de Young élevé, plus on va devoir appliquer d’effort pour l’étirer ou le comprimer.
Ainsi, le Polypropylène, qui est le plastique le plus utilisé pour l’injection par moulage possède un module allant de 1100 à 1600 MPA. Le Polyamide 12, le plus utilisé dans l’impression SLS par exemple,  possède un module allant de 1800 jusqu’à 4000 pour sa forme chargée en fibre de verre.
On remarque donc que le Polyamide 12 de l’impression 3D s’avère être plus résistant que le Polypropylène.

Préjugé numéro 2 : « L’impression 3D coûte cher »

Pour fabriquer des pièces via l’injection par moulage, il est nécessaire de fabriquer un moule unique, non modulable. Ce dernier coûte entre 6 000€ pour les plus basiques jusqu’à 310 000€ pour des moules plus complexes. Il n’est donc rentable que pour une grande production de pièce. C’est pourquoi, une fois la production terminée, il ne ressert que très rarement. Les pièces ne sont donc plus fabriquées par la suite.

Une imprimante 3D professionnelle quant à elle coûte de 2 000€ à 15 000€ et possède un système de fabrication modulable. Il lui suffit de recevoir un fichier 3D en entrée, facilement modifiable par ordinateur. Il est donc aisé de fabriquer des pièces uniques ou en petite production à bas coût.

Un exemple typique de l’intérêt de l’impression 3D par rapport au moulage plastique est celui d’une pièce cassée d’un store. La pièce originale étant produite en grande série. Elle coûte donc peu chère, environ 5 fois moins que par l’impression 3D. Cependant, elle est produite par moulage et ne se fabrique plus. Elle n’existe plus dans les stocks. L’impression 3D permet donc de remplacer la pièce pour quelques euros. Ce qui évite de devoir dépenser 1 000€ pour remplacer le store au complet.

Préjugé numéro 3 : « Les applications de l’impression 3D sont limitées »

L’impression 3D permet d’utiliser de multiples matériaux différents, avec tout un large panel de caractéristiques. Certains matériaux dont biocompatibles, donc utilisables pour l’alimentation, le corps … D’autres sont résistants à l’huile, aux frottements…  Ainsi, ces caractéristiques permettent à l’impression 3D de s’implanter dans de multiples domaines, du biomédicale, à l’aéronautique en passant par la joaillerie.
Les milieux de l’aéronautique et de l’aérospatiale par exemple sont des secteurs très exigeant. Ils attendent de leurs pièces qu’elles soient très résistantes et non-inflammable. Le marché de l’impression 3D répond très bien à ces normes contraignantes. L’ABS ou le polycarbonate par exemple, utilisés très largement en impression 3D ne sont pas inflammable. Le Polyamide 12 quant à lui est même utilisé comme matériau retardateur de flamme. Son application est donc parfaite pour ces secteurs exigeants.

Préjugé numéro 4 : « Les pièces 3D sont de mauvaises qualités »

La qualité des pièces d’impression 3D à souvent mauvaise réputation à cause des imprimantes dîtes « de bureaux » que la plupart des particuliers ont chez eux.

En effet il existe 2 catégories d’imprimantes 3D : Celles tous publique, souvent en FDM, permettant aux particuliers d’imprimer quelques pièces, de réaliser chez eux des travaux personnels, et les imprimantes professionnelles utilisées pour réaliser des productions de meilleure qualité et en plus grande quantité.  Je vous invite à lire notre article sur l’impression 3D et celui sur les matériaux d’impression 3D afin de découvrir plus en profondeur les différentes sujets.

Pour résumer ces deux articles nous pourront dire que la stéréolithographie (SLA) et le frittage laser (SLS) peuvent produire des pièces en plastique avec une résolution et une précision élevée. Leurs détails sont fins et la finition de surface lisse. Elle ne laisse également pas de trace sur la pièce contrairement aux procédés de moulage plastique. Ce sont des thermoplastiques de hautes performances. Il est à noter que certaines machines de FDM professionnelles possédant un plateau chauffant et de bonnes capacités de chauffe peuvent également imprimer dans des matériaux de ce type.

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