Il existe plusieurs technologies de fabrication additive, qui ont chacune leur spécificités.
Chacune nécessite des équipements, utilise des matériaux, différents, ce qui donne des résultats sensiblement variables.

Nous pouvons classer ces différentes techniques en trois grandes familles :

  • les technologies basés sur la photopolymérisation (un matériau liquide est solidifié grâce à la lumière),
  • celles fonctionnant par liage de poudre (un liant vient encoller des particules)
  • et celles fonctionnant par dépôt progressif de matière.

Les principes de base

Avant d’expliquer le fonctionnement de ces différentes techniques, il convient de rappeler quelques principes de base qui sous-tendent toute impression 3D.

La technique de fabrication additive

Contrairement aux techniques traditionnelles de fabrication (fraisage, découpe…), le procédé consiste, ici, à ajouter de la matière et non à la soustraire. Toutes les imprimantes 3D fabriquent la pièce en travaillant la matière, couche après couche, suivant un tracé fourni par un ordinateur. Suivant les procédés, la méthode, pour créer ces couches, varie, c’est ce que nous allons étudier.

Un procédé piloté par ordinateur

La fabrication additive passe forcément par l’utilisation d’une imprimante 3D.
Cette dernière est pilotée par un ordinateur. L’ordinateur, équipé de logiciels informatiques, permet de préparer les données 3D, et de positionner l’objet au sein de l’imprimante. Ces données sont transmises à l’imprimante ce qui lui permet d’imprimer la pièce, tout en contrôlant les différentes phases de fabrication.

Un fichier 3D

Ce fichier est conçu par un concepteur qui dessine la pièce en 3D grâce à un logiciel de modélisation 3D. Celui-ci peut-être aussi généré via un scanner 3D.
Il existe différents logiciels plus ou moins adaptés (OpenSCAD, FreeCAD, Blender …) pour l’impression 3D.
Mais, dans tous les cas, les fichiers STL sont les seuls acceptés par toutes les imprimantes 3D.

L’impression 3D par photopolymérisation

La photopolymérisation est un procédé d’impression 3D qui utilise des polymères liquides capables de se solidifier à la lumière.
Elle est à la base de la plus ancienne technique d’impression 3D, la stéréolithographie. Elle est aussi employée dans les technologies DLP (Digital Light Processing) et PolyJet.
Souvent associées à un laser ou à un projecteur DLP, certaines machines utilise un écran LCD pour solidifier la résine liquide.

L’impression 3D par liage de poudre

L’impression 3D par liage de poudre regroupe les procédés de frittage laser SLS et DMLS, ainsi que les techniques E-Beam, EBF3 et 3DP.
Leur particularité est d’utiliser la poudre en tant que matériau de base. Cette poudre est fusionnée selon des techniques variées.
Le principal avantage de la poudre est d’offrir une grande diversité de matériaux pouvant être imprimés, le métal étant l’une des grandes avancées dans ce domaine.

L’impression 3D par dépôt de matière fondue

Les techniques que nous venons de présenter se servent de la lumière ou d’un liant pour solidifier le matériau, liquide ou en poudre.
Il existe un autre type d’impression 3D, consistant à déposer la matière au fur et à mesure. Il s’agit de la technique du dépôt de filament fondu ou FDM (Fused Deposition Modeling).Les imprimantes 3D les plus abordables utilisent ce principe comme les Ultimaker, Zortrax m200, Zortrax m300…(liste non exhaustive).
Les matériaux utilisés par la FDM sont le filament PLA , ABS, et autres thermoplastiques.
A noter que pour d’autres matériaux que le PLA, une imprimante sans plateau chauffant aura du mal à donner satisfaction.