
Il sera bientôt plus coûteux de faire expédier des pièces que de les fabriquer sur place. L’impression 3D : quels changements dans notre façon de consommer ? Comment tirer parti des nombreuses opportunités offertes par cette technologie?
L’impression 3D est une technique de fabrication additive, c’est-à-dire que l’on ajoute de la matière, à la différence de l’usinage où l’on en enlève. Il s’agit d’une conception assistée par ordinateur. L’imprimante 3D permet de créer des produits à partir d’un fichier. Celui-ci peut être obtenu de différentes façons : sur des sites internet par simple téléchargement, à partir d’un scanner 3D qui crée automatiquement le fichier en scannant un objet existant ou en le créant sur mesure.
Il est possible d’imprimer avec des matériaux très divers : différents plastiques, du sable, de l’acier (alumide), des résines, des matériaux imitant le caoutchouc, du bois, du marbre, du béton, de la pierre, des matériaux organiques, des aliments, du graphène… Les imprimantes 3D utilisent différentes techniques pour créer leurs objets, mais toutes les impriment couche par couche :
Le marché est en forte croissance.
Plusieurs études prévoient que le marché représentera en 2020 entre 20 et 40 milliards de dollars.
L’impression 3D par les particuliers devrait fortement se développer, en particulier la vente de logiciels et de services d’aide à l’impression et d’impression à la demande.
Deux acteurs principaux se partagent le marché aujourd’hui : Stratasys et 3DSystems, tous deux tournés vers le prototypage en industrie.
Des challengers apparaissent et semblent s’intéresser davantage au marché des particuliers, comme HP Inc, Ricoh, Toshiba, Fives-Michelin, Gorgé ou encore XYZPrinting, qui misent sur l’innovation et le développement de matériaux originaux.
Tim Maly, un penseur très impliqué dans le développement des nouvelles technologies estime que bientôt il sera plus coûteux d’expédier des pièces que de les fabriquer sur place.
L’impression 3D présente un fort potentiel d’applications dans la santé. Elle permet entre autres d’augmenter le confort des patients, en leur proposant des solutions sur mesure, de réduire le coût de fabrication des prothèses ou encore d’aider les médecins à se représenter l’intérieur du corps humain et la disposition des organes avant l’opération.
Voici quelques exemples concrets d’utilisation :
On peut citer l’initiative de Renault Trucks qui utilise la fabrication additive pour créer des pièces métalliques pour ses moteurs et qui a réussi à réduire de 25%, soit 120 kilos, le poids d’un moteur 4 cylindres.
L’entreprise Divergent utilise également l’impression 3D pour réduire le poids de ses véhicules, en témoignent l’impression d’une moto avec un châssis 50% plus léger que les traditionnels ou encore l’impression entièrement en 3D d’une supercar. Cette dernière ne pèse que 635 kilos.
Dans ces secteurs, l’enjeu principal est de réduire le poids des appareils afin de réaliser des économies financières.
La compagnie Etihad a déjà signé un partenariat avec des entreprises du secteur de l’impression 3D afin d’imprimer les équipements des cabines de ses avions.
Dans le secteur de l’aérospatial, Alain Charmeau, directeur d’ASL (Airbus Safran Launchers) indique « le prochain moteur de fusée sur lequel nous travaillons, le Prometheus, sera presque entièrement fabriqué en impression 3D, et l’objectif est de diviser son prix de fabrication par dix. »
Une imprimante 3D est déjà présente sur la Station Spatiale Internationale afin de faciliter les réparations… ou imprimer des pizzas !
Une réflexion est actuellement en cours sur l’impression 3D d’habitats humains sur la Lune ou sur Mars.
Il est également possible d’imprimer des drones rapidement et à faible coût, comme Thor, proposé par Airbus qui mesure 4 mètres de long pour seulement 25 kilos.
Outre l’impression 3D d’objets pour l’entraînement comme des mines anti personnelles, l’armée américaine se penche sur l’impression 3D pour alimenter ses soldats. En effet, l’imprimante pourrait confectionner des repas adaptés au métabolisme et aux besoins de chaque militaire.
Des structures réalisées à partir d’imprimantes 3D seront de plus en plus visibles dans nos villes. On peut déjà marcher sur un pont en plastique en Espagne, un autre sera imprimé en métal aux Pays Bas. Des magasins éphémères voient le jour comme le Pop Up store Louis Vuitton à Sydney, conçu et construit en 10 jours.
Un complexe hôtelier va être construit en juillet 2017 aux Pays Bas et sera ainsi le premier bâtiment imprimé en Europe. Des bureaux de 250m² ont déjà été construits en imprimante 3D à Dubaï. Imprimés en 17 jours en Chine et assemblés en deux jours sur place. Seules 18 personnes ont été nécessaires à la construction du bâtiment pour un coût total de 140 000 dollars.
Des designers élaborent de nouveaux matériaux, comme Neri Oxman qui souhaite davantage imiter la nature et ses spécificités. Elle prend l’exemple des troncs d’arbre qui sont moins denses au centre qu’à la surface. En imprimant des poutres en béton, il serait possible de reproduire la même architecture et ainsi d’économiser jusqu’à 10% de matière.
L’impression 3D s’immisce également dans les intérieurs avec des lampes design, des objets du quotidien, des pièces d’art.
On note l’apparition d’outils grand public comme le stylo 3D qui retranscrit les dessins dans l’application pour les transformer en fichiers imprimables en 3D, ou encore le stylo 3D qui imprime en direct l’objet sans fichier de base.
Pour que l’impression 3D se répande chez les particuliers, de nouveaux services comme MakePrintable font leur apparition pour les aider à concevoir et optimiser leurs fichiers, ou même les conseiller sur les matériaux à utiliser, à quelle température etc.
De même, des plateformes comme Happy 3D révolutionnent le service après vente. Proposé par Boulanger, ce site est une véritable communauté où l’on trouve les fichiers 3D de nombreuses pièces d’usure pour effectuer les réparations soi-même.
Des chercheurs travaillent à développer l’impression en 4 dimensions, la 4ème dimension étant le temps. Il s’agit donc de créer des objets « à mémoire de forme » dont la structure peut se modifier après l’impression, en fonction de son environnement ou des stimuli reçus. Ils ont pour l’instant réussi à imprimer des fleurs qui une fois plongées dans l’eau se referment et s’ouvrent, ou encore des objets avec des joints pouvant s’étirer ou se plier.
Le véritable intérêt de cette technologie serait de réussir à imprimer des pièces capables de s’auto assembler, ou bien des médicaments qui ne s’activeraient dans le corps humain que sous certaines conditions.
Skylar Tibbits, chercheur au MIT affirme
« Aujourd’hui les industries programment des machines, demain elles programmeront la matière ».
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