Qu'est-ce qu'on peut fabriquer avec une imprimante 3D ?

03 janv. 2019 Collection Pour les Nuls

La fabrication additive n’est pas une technologie du futur : elle est déjà utilisée dans différents secteurs industriels. Son objectif initial était de permettre la création rapide de prototypes, mais elle est de plus en plus employée pour le grand public. La fabrication se fait à partir de fichiers électroniques et de matériaux de base et voici dix exemples

 

1. Aliments en fabrication additive

Plusieurs établissements de recherche, et notamment l’université de Cornell, ont mené des études pour produire en 3D des galettes végétales et carnées. Une petite entreprise d’Austin, dans le Texas, a obtenu un contrat de la NASA pour créer une imprimante 3D capable de travailler avec des matériaux sous forme de poudres à longue conservation, d’huile et d’eau, afin de créer des pizzas à la demande qui sont cuites directement sur le plateau chauffant de la machine. Les prochains astronautes vont se servir de ce genre de machine pour préparer leurs repas pendant les longs voyages qu’ils vont entreprendre vers la Lune, Mars et plus loin encore. D’autres recherches s’intéressent à des cellules musculaires produites en laboratoire afin de fabriquer des steaks et des hamburgers en 3D.

 

2. Tissus et organes

Bientôt apparaîtront des imprimantes de tissus biologiques. Elles seront capables de produire des substrats multicellulaires complexes, au point éventuellement d’aboutir à de vrais organes fonctionnels et à des tissus de remplacement humains. L’énorme avantage de cette approche est qu’elle permet d’utiliser les propres cellules du receveur, les implants étant alors assurés d’une absence totale de rejet. Pour l’instant, il est possible de créer des organes simples, comme des structures supports pour des cellules rénales. L’industrie pharmaceutique utilise déjà de petits organes fabriqués en 3D pour effectuer des tests pour les nouveaux médicaments, mais in-vitro.

3. Prothèses

En attendant l’arrivée des bio-imprimantes pour les tissus vivants, il est déjà possible d’utiliser l’impression 3D dans le monde médical pour fabriquer des prothèses et des implants qui s’adaptent précisément à la partie du corps à remplacer, en fonction des particularités du destinataire. Le genre de prothèses que permet de fabriquer une imprimante 3D peut être personnalisée en termes esthétiques, pour refléter la personnalité du porteur. Pour l’instant, il n’est pas possible de créer des remplacements fonctionnels mais c’est déjà pas mal de réussir l’enchevêtrement.

 

4. Vêtements et chaussures

Il y a les combinaisons athlétiques adaptées à la morphologie de l’athlète pour une meilleure pénétration dans l’air. Il devient possible d’offrir l’équivalent de la haute couture en faisant fabriquer le vêtement à l’unité. Deux personnes ne craindront plus de porter la même robe de bal, car elles seront personnalisées, même à partir du même modèle. Il devient possible de fabriquer LE vêtement pour chacun, avec des matériaux/couleurs/façons librement choisis en fonction des désirs, de l’occasion ou de la mode. Il devient possible d’ajouter des mentions de marques déposées dans le produit ou dans le fil pour déjouer les contrefaçons, dont seul l’extérieur sera identique. La même technologie qui va permettre de créer des copies d’un nouveau modèle de robe avant même que le mannequin soit descendu de scène permettra d’insérer des marquages cachés dans la matière pour protéger la propriété intellectuelle du créateur.

 

5. Objets d’art personnalisés

Parmi les premiers objets fabriqués en 3D, il y a eu les boucles d’oreilles et les pendentifs en matière plastique. Dorénavant, on trouve de superbes créations qui expriment des beautés mathématiques en utilisant des métaux précieux. Des objets en plastique sont produits pour meubler les appartements-témoins à échelle réelle ou pour fabriquer des objets d’art de grande taille avec un financement en mode participatif du créateur.

 

6. Accessoires pour l’industrie du cinéma

Le cinéma utilise depuis toujours des décors et des accessoires, mais les possibilités de la fabrication 3D vont permettre d’aller bien plus loin. C’est ainsi que le superbe costume Iron Man de Tony Stark a été conçu pour s’adapter exactement à la morphologie de Robert Downey, Jr, grâce à la magie de la fabrication additive. Lorsqu’il a fallu pour une scène d’un James Bond faire exploser la fameuse Aston Martin DB5 de 1964, on a pu éviter de détruire la vraie voiture (cote :4,6 millions de dollars). Il a suffi de produire une réplique en 3D. On produit dorénavant des costumes pour les acteurs en matériau transparent, avec un effet visuel métallique pour simuler une armure, sans en supporter le poids, ou en ajoutant des lumières pour accentuer le côté magique. Et cela ne fait que commencer.

 

7. Création de bâtiments

Il devient aussi possible de faire fabriquer de véritables bâtiments dans lesquels on peut vivre. En utilisant des matériaux de base tels que le sable ou la pierre lunaire, nous allons pouvoir explorer de nouveaux univers et créer des habitats dans l’espace en nous servant de ce qui est disponible sur les astéroïdes ou ailleurs. En revenant sur Terre, il sera bientôt possible de faire fabriquer des maisons entières. Pour l’instant, on utilise déjà des modules fabriqués en 3D pour réparer des récifs coralliens et autres éléments de notre écosystème. Des artisans cherchent à voir comment il serait possible de transformer nos meubles et notre vaisselle en objets d’art personnalisés. Différents meubles tels qu’une tête de lit ou une table basse peuvent dorénavant être fabriqués sur le thème de prédilection du propriétaire.

 

8. Aéronautique et espace

Les turbines à haute performance et les compresseurs des moteurs à réaction peuvent dorénavant être fabriqués d’une seule pièce, au lieu d’être assemblés à partir de plusieurs composants. L’énorme avantage est la disparition des points faibles que constituent les jointures entre composants, et la disparition des finitions et du réusinage. La société GE exploite déjà cette possibilité ; il est même possible de mettre à jour le modèle en cours de fabrication pour les composants des moteurs à réaction. La NASA teste des tuyères de moteurs fusées fabriqués en 3D et des composants de compresseurs avec lesquels nos prochains vaisseaux spatiaux pourront « s’affranchir des pesantes limites de la Terre », comme l’a joliment écrit le pilote canadien John Magee dans son poème High Flight.

 

9. Construction de robots

Les automatismes et la robotique sont déjà en train de transformer le monde en un environnement auto-contrôlé et extrêmement interactif. Les usines sensibles dans lesquelles travaillaient des centaines de personnes dans un environnement hostile sont dorénavant entièrement automatisées et surveillées à bonne distance. Les outils robotisés qui y sont utilisés sont en général fabriqués sur mesure, mais il devient dorénavant possible avec une imprimante 3D de concevoir et de fabriquer des robots à l’échelle individuelle pour apprendre la robotique ou pour établir de petites séries adaptées aux domaines dans lesquels une fabrication en grande série n’est pas économiquement rentable. Les machines 3D vont également être capables de fabriquer les connexions et les assemblages complexes.

 

10. Fabrication d’imprimantes 3D

Il est dorénavant possible de faire fabriquer une imprimante 3D par une autre en la dotant d’un minimum de contrôles et de connexions et en l’équipant de matériels standard. En 2006, à l’époque où les principaux brevets sur l’extrusion thermoplastique de type FDM/FFF sont tombés dans le domaine public, le Dr Adrian Bowyer a pu lancer son système RepRap (REPlicating RAPid prototyping) en tant que modèle open-source. Les machines qui n’étaient disponibles auparavant que dans les laboratoires et grandes usines devenaient accessibles au marché domestique, pour un prix identique aux premières imprimantes laser. De nos jours, il existe des dizaines de variantes de machines RepRap, et vous en trouverez dans les clubs de passionnés, dans les écoles, et même en vente dans les magasins de bureautique. La plupart des modèles savent fabriquer les pièces pour créer une réplique d’elles-mêmes, avec des modèles open-source disponibles gratuitement sur le web.

 

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