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10 imprimantes 3D

LUDOVIC DE SAINT-MAIXANT (TCA) redaction@industrie-technologies.com
À l'assaut des services de conception, de marketing et même de production, les imprimantes 3D s'imposent. De l'étude mécanique jusqu'à la petite série industrielle, ces équipements marchent sur les plates-bandes des machines de prototypage rapide. Véritables bêtes à tout faire, elles gagnent en précision et en taille d'impression des prototypes.

L'impression 3D ? « C'est une révolution dans le milieu du prototypage rapide ! Cette technologie sert à fabriquer rapidement des prototypes de qualité et à moindre coût », lance d'emblée Géraud Lafage, le directeur technique d'Aurore, un bureau d'études de conception et de fabrication rapide. À son image, de plus en plus d'industriels adoptent cette technique pour réaliser des maquettes ou des petites séries. Les imprimantes 3D permettent de réaliser des objets complexes, embarquant des compartiments cachés ou de très minces épaisseurs. Ce que d'autres procédés parviennent difficilement à réaliser. Qui plus est, la qualité des détails surpasse des technologies jugées jusqu'ici indétrônables comme la stéréolithographie (SLA) ou l'usinage à très grande vitesse.

Petit rappel. L'impression 3D se base sur des procédés qui diffèrent selon leur destination. Le dépôt de fil en fusion (Fused Deposition Modeling ou FDM), technique qui consiste à faire fondre de la résine à travers une buse, permet de produire des prototypes fonctionnels à bas coût. Les fils de plastique extraits sont déposés en couches superposées pour donner son volume au prototype. De son côté, la SLA est utilisée pour la qualité de son rendu. Cette technique - le principe d'impression 3D le plus ancien - consiste à solidifier une résine liquide photosensible par une transformation chimique sous l'action d'un laser. Le faisceau de lumière émis par le laser parcourt une trajectoire correspondant à la section de la pièce considérée. Le plateau descend une fois que la section est tracée pour qu'une nouvelle couche soit déposée. C'est par l'addition de ces couches successives que l'objet prend sa forme. Selon la qualité et la précision de la machine, ce procédé intéressera les applications qui nécessitent l'emploi de deux matériaux. Dans le sillage de la SLA, il existe bien d'autres procédés comme le frittage laser sélectif sans phase liquide (Selective Laser Sintering ou SLS) qui crée des objets 3D strate par strate à partir de poudres frittées ou fusionnées grâce à l'énergie d'un laser de forte puissance. Elles se destinent aux mêmes usages.

Elles volent la vedette à la stéréolithographie

L'impression 3D surpasse toutefois la stéréolithographie par sa précision qui séduit le secteur dentaire ou la haute joaillerie. En effet, la Projet 3000 HD de 3D Systems ou la T612+ de chez Solidscape sont capables de sortir des objets d'à peine 6 mm de haut sur 3 mm de large portant un numéro gravé. Pour sa part, la Fortus de Stratasys « imprime » des objets avec une précision de l'ordre de quelques centièmes de millimètre. De quoi s'approcher à grands pas d'une finition quasi parfaite. En revanche, les volumes traités sont de taille inférieure à ceux de la stéréolithographie. L'impression 3D ne convient pas aux objets excédant un volume de 250 x 250 x 250 mm. « Certes, on peut imprimer un objet de grande taille en plusieurs parties mais cela revient plus cher que la stéréolithographie », ajoute Géraud Lafage.

Autre point fort des imprimantes 3D, elles s'utilisent dans un simple bureau. Par exemple, la taille de la SD300 Pro de chez Solido ne dépasse pas celle d'une imprimante laser bureautique. Tandis que les machines de prototypage rapide ne peuvent être installées qu'en atelier, notamment en raison des problèmes de projections, d'odeurs ou de bruits. Autre point fort : le prix d'acquisition. Quelle que soit la technologie mise en oeuvre, l'impression 3D est de plus en plus accessible. L'entrée de gamme démarre à 8 000 ou 10 000 euros pour les écoles, les petits cabinets de design ou les bureaux d'études. Le haut de gamme, lui, se négocie à 500 000 euros et est réservé à la grande industrie.

Attention : certaines imprimantes se contentent d'une précision de l'ordre du dixième de millimètre. Tandis que d'autres équipements affichent une qualité proche de l'objet fini, tant par la précision que par la couleur. À condition, cependant, de débourser entre 20 000 et 50 000 euros en moyenne. « Certains fabricants diminuent la qualité de leurs produits pour les vendre à bas prix », avertit Julien Markarian, directeur de CADvision qui distribue les modèles de Stratasys. Champion du bas coût : l'Extru 3D de Multistation se négocie 1 000 euros pièce. Une révolution dans ce secteur encore jeune.

Encore plus proche du produit fini avec l'arrivée de la couleur

Si la qualité n'est pas toujours au rendez-vous, cette baisse des prix contribue largement à ouvrir le marché. « Les designers ou les services marketing des industriels s'y intéressent », souligne Joël Riveault, directeur de 3Dsolution. Zcorporation l'a bien compris avec sa Zprint, une machine capable d'imprimer en 7 millions de couleurs. De quoi plaquer une photographie sur un objet. Il est désormais possible d'imprimer des prototypes qui s'expriment dans des matériaux aux aspects différents : rigides et translucides, rigides et opaques, souples et opaques, souples et translucides... Avantage : obtenir la perception la plus proche possible du futur produit fini. L'imagination des BE est sans borne : « Certains intègrent des joints d'étanchéité dans les prototypes ! », s'enflamme Alain Briancourt directeur de MG2 Systems, distributeur de la marque Objet qui réalise ce tour de force avec la gamme Connex. « En outre, on peut aussi réaliser des optiques de phare pour l'automobile avec une alternance entre matériaux opaques et translucides pour définir la direction de la lumière. »

Certaines imprimantes 3D bénéficient d'un plateau d'une taille suffisante pour envisager de produire de petites séries d'objets. « En effet, il est souvent plus rentable d'imprimer soi-même sa production plutôt que de faire réaliser un moule pour de petites séries », avoue Julien Makarien dirigeant de CADvision. Néanmoins, il sera nécessaire d'investir dans des machines haut de gamme qui coûtent de 90 000 à 400 000 euros. La qualité est à ce prix.

ESTIMATION

Plus de 8 000 machines d'impression 3D seront vendues en 2015.

GÉRAUD LAFAGE DIRECTEUR TECHNIQUE D'AURORE, UN BUREAU D'ÉTUDES DE CONCEPTION ET DE FABRICATION RAPIDE« Nous corrigeonsplus vite les prototypes »

« La stéréolithographie exige un atelier, des compétences techniques et dégage beaucoup de bruits, d'odeurs et de déchets. L'impression 3D nous affranchit de ces contraintes. Pour choisir notre matériel, nous avons demandé aux fournisseurs de réaliser nos prototypes bruts d'impression. De quoi évaluer les capacités réelles des machines... sans être leurré par un travail de finition. Pour pallier la petite taille du plateau, on imprime les zones critiques à étudier au lieu de la totalité. Résultat, nous corrigeons et validons plus vite les prototypes. L'impression est longue, mais nous lançons le programme le soir. Au matin, nous sommes alors prêts pour les tests. Ainsi la durée du travail est masquée. »

LE MEILLEUR COMPROMISSD300-PRO DE SOLIDO

DE SOLIDO Cette imprimante se distingue d'abord par son prix peu élevé (7 950 euros) et son utilisation simplifiée. Elle est de ce fait très répandue dans les lycées techniques, les écoles d'ingénieurs et les petits bureaux d'études. Quant au logiciel associé SDView, édité par le fabricant, il est facile à utiliser grâce à l'importation de fichiers en format STL et à son interface « Windows-like », tout en offrant une large gamme de fonctionnalités. En outre, il permet à l'utilisateur de gérer et modifier les modèles avant leur production. Par ailleurs, ses modestes dimensions (465 x 770 x 420 mm) en font un équipement peu encombrant. Pourtant, les objets fabriqués atteignent un volume appréciable de 160 x 210 x 135 mm. Seul inconvénient, le niveau de précision (0,1 mm) n'autorise pas de réaliser des tests très poussés. - FICHE TECHNIQUE Avantages Dimensions maximum de l'objet créé 160 x 210 x 135 mm. Fichiers supportés STL. Précision ± 0,1 mm en XY, en Z 150 µm. Type de consommables PVC. Prix à partir de 7 950 euros.

LA PLUS POLYVALENTEUPRINT DE STRATASYS

Qualité et compacité semblent avoir été les maîtres-mots de Stratasys pour réaliser son imprimante Uprint. Elle bénéficie des mêmes technologies et des mêmes têtes d'impression que celles de sa grande soeur en milieu de gamme. Ainsi retrouve-t-on dans le volume d'une imprimante laser bureautique, la technologie brevetée permettant de fabriquer des objets en nid-d'abeilles. Lesquels sont à la fois plus rigides et moins consommateurs de matériaux. Qui plus est, la précision de cette imprimante 3D est de l'ordre 0,2 mm en tolérance géométrique. De quoi faire des objets allant du prototypage jusqu'à la petite production industrielle. Elle convient aussi bien aux designers et aux bureaux d'études qu'aux écoles techniques. - FICHE TECHNIQUE Avantages Dimensions maximales de l'objet créé 152 x 203 x 152 mm. Fichiers supportés STL. Précision 0,2 mm. Type de consommables ABS. Prix à partir de 12 000 euros.

LA PLUS POINTUEZPRINTER 650 DE ZCORPORATION

Elle est la seule à pouvoir créer des modèles polychromés de haute qualité. Affichant, une résolution proche de celle d'une photo numérique, cette imprimante est une alternative au recours à la peinture qui est souvent moins précise. Par ailleurs, l'ajout d'une tête d'impression de couleur noir garantit de meilleures couleurs par rapport aux imprimantes de générations précédentes. Côté vitesse, elle semble jusqu'à 5 fois plus rapide que les autres machines du marché. La taille imposante de la machine (188 x 74 x 145 cm) justifie des dimensions d'objets importantes (254 x 381 x 203 mm) de quoi étudier certains prototypes en taille réelle ! En outre, les matériaux utilisés sont écologiques. Mieux : la matière superflue peut être recyclée. Son seul inconvénient, son prix (51 270 euros). - FICHE TECHNIQUE Avantages Dimensions maximales de l'objet créé 254 x 381 x 203 mm. Fichiers supportés STL, VRML, PLY, 3DS, ZPR. Précision 600 x 540 dpi. Type de consommables Résine. Prix à partir de 51 270 euros.

10 IMPRIMANTES 3D

MULTISTATION Extru 3D plastique Gamme Extru 3D CARACTÉRISTIQUES TECHNIQUES 60 x 60 x 80 cm Résolution ou précision 400 µm Type de consommable Plastique ABS Principe d'impression - Extrusion d'un fil plastique Formats logiciels supportés STL 1 000 euros LES PLUS L'imprimante Extru 3D est la machine la moins chère du marché et affiche des performances correctes. LES MOINS Résolution et contre dépouille jusqu'à 45°. www.multistation.com LE MEILLEUR COMPROMIS SOLIDO SD 300 PRO Gamme SD300 PRO CARACTÉRISTIQUES TECHNIQUES 46,5 x 77 x 42 cm Résolution ou précision - 100 µm en plan et 150 µm en hauteur Type de consommable PVC Principe d'impression - PSL (Plastic Sheet Lamination) Formats logiciels supportés STL 7 950 euros LES PLUS L'imprimante Solido imprime les prototypes pour un faible coût. LES MOINS Il n'est pas possible de réaliser des prototypes avec des détails très fins. www.solido3d.fr 3D SYSTEMS Modeleur 3D V-Flash FTI 230 Gamme V-FLASH CARACTÉRISTIQUES TECHNIQUES 66 x 69 x 79 cm Poids : 66 kg Résolution ou précision - 220 µm avec une précision de positionnement des détails de 130 µm à 5 µm Type de consommable Cartouchemonomatériau FTI230 Principe d'impression Impression de type stéréolithographie Formats logiciels supportés STL 9 900 euros LES PLUS Cette imprimante se caractérise essentiellement par son prix peu élevé, sa faible taille et sa simplicité d'utilisation. LES MOINS www.kallisto.net LA PLUS POLYVALENTE STRATASYS uPrint Gamme uPrint CARACTÉRISTIQUES TECHNIQUES 63,5 x 66 x 78,7 cm Résolution ou précision 200 µm Type de consommable Bobine ABS Principe d'impression - FDM (Fused Deposition Modeling) Formats logiciels supportés STL 11 999 euros LES PLUS Cette imprimante utilise le matériau ABS. Elle est conçue pour être simple d'utilisation et avoir les mêmes caractéristiques que l'imprimante Dimension. LES MOINS Le plateau d'impression est petit. www.u-print.fr STRATASYS Dimension Gamme Dimension CARACTÉRISTIQUES TECHNIQUES NC Résolution ou précision 100 µm Type de consommable Cartouches ABS Principe d'impression FDM Formats logiciels supportés STL 15 300 euros LES PLUS La Dimension est une imprimante qui utilise la technologie en nid-d'abeilles. Ainsi, le remplissage d'un élément demande moins de matière. Par ailleurs, Le retrait du support se fait automatiquement. LES MOINS La matière utilisée ne peut être que de l'ABS. www.dimensionprinting.fr ZCORPORATION ZPrinter 350 Gamme ZPrinter CARACTÉRISTIQUES TECHNIQUES - 20,3 x 25,4 x 20,3 cm Résolution ou précision 450 x 300 x 300 dpi Type de consommable Poudre + liant Principe d'impression Impression jet d'encre couleur sur poudre composite Formats logiciels supportés - STL, PLY, WRL, OBJ, ZPR, ZCP... 22 000 euros LES PLUS La ZPrinter 350 possède une technologie poudre qui ne nécessite pas de support. Cette machine réalise des prototypes en couleur polychromés. Par ailleurs, le coût du matériau est très peu cher (0,1 euro/cm3). LES MOINS Opacité des pièces. www.imprimantes-3d-couleur.com SOLIDSCAPE Imprimante 3D cire Solidscape Gamme R66+, T76+, T612 CARACTÉRISTIQUES TECHNIQUES 54,8 x 48,9 x 40,4 cm Résolution ou précision De 76 à 13 µm Type de consommable Cire spécifique SolidScape Principe d'impression - Dépôt de couches successives de cire. Technologie additive Formats logiciels supportés STL 31 900 euros LES PLUS L'imprimante 3D Cire Solidscape est une machine haute précision affichant des caractéristiques impressionnantes. LES MOINS multistation.com OBJET Alaris30 CARACTÉRISTIQUES TECHNIQUES 82, 5 x 62 x 59 cm Résolution ou précision 600 x 600 x 900 dpi Type de consommable - VeroWhite : blanc et opaque Principe d'impression - Dépôt de résines photopolymères Formats logiciels supportés STL 34 500 euros LES PLUS L'imprimante 3D Alaris possède une qualité d'impression de l'ordre de 28 µm. LES MOINS www.mg2-systems.com LA PLUS POINTUE ZCORPORATION ZPrinter 650 Gamme ZPrinter CARACTÉRISTIQUES TECHNIQUES - 25,4 x 38,1 x 20,3 cm Résolution ou précision 600 x 540 x 300 dpi Type de consommable Poudre + liant Principe d'impression - Impression jet d'encre couleur sur poudre composite Formats logiciels supportés - STL, PLY, WRL, OBJ, ZPR, ZCP... 50 000 euros LES PLUS La ZPrinter 650 est en tout point similaire à la 350, seul son bac d'impression est plus grand et sa vitesse d'impression change. LES MOINS Opacité des pièces. www.imprimantes-3d-couleur.com 3D SYSTEMS Projet DP 3000 Gamme Projet 3000 Dentaire CARACTÉRISTIQUES TECHNIQUES 73,7 x 125,7 x 150,4 cm Poids : 254 kg Résolution ou précision 328 x 328 x 606 dpi Type de consommable - Cartouche, bimatériau, Support S100, résine DP200 (verte) Principe d'impression - Impression par ajout de couche de matériau, technologie de modélisation à jets multiples (MJM) Formats logiciels supportés STL/SLC 70 000 euros LES PLUS La Projet DP 3000 se destine à la production de wax up dentaires pour une utilisation continue. LES MOINS www.kallisto.net

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