Qu'est-ce qu'une imprimante 3D?

L'un des domaines les plus prometteurs du monde moderne est la création d'objets en trois dimensions à l'aide de l'impression 3D. La technologie d'impression vous permet de créer des produits assez complexes et détaillés. Aujourd'hui, l'utilisation de l'impression tridimensionnelle est possible non seulement sur les sites de production, mais également à la maison: il suffit pour cela d'acheter une imprimante 3D.

Qu'est-ce qu'une imprimante 3D?

Une imprimante en trois dimensions est un dispositif capable de former des objets à partir de modèles 3D numériques créés. Les produits sont obtenus en superposant le matériau. Les résines thermoplastiques et photopolymères sont utilisées comme base, mais avec le développement de la technologie, la quantité de matériaux utilisés dans le rôle des matières premières augmente.

La procédure de fabrication des produits ressemble à ceci:

  1. Le processus de création d’un modèle 3D, c’est-à-dire une image visuelle du futur produit est en cours de développement avec une préservation de toutes les proportions. Le modèle est créé à l'aide d'un logiciel spécialisé.
  2. Après avoir créé le modèle, vous devez traiter le fichier. Le traitement implique la conversion d'un fichier en un code numérique qui divise le modèle entier en plusieurs couches parallèles. Ainsi, des commandes sont générées pour le périphérique 3D, qui distribue le matériau à la création de l'objet.
  3. La dernière étape est l’impression 3D du produit, c’est-à-dire le processus de création de produits par la superposition du matériau. Le processus est effectué à l’aide d’une tête d’impression (extrudeuse) qui se déplace le long des axes 0Y et 0X, c.-à-d. le matériau est alimenté uniquement le long du plan horizontal conformément au code de programme de la couche. Pour appliquer la couche suivante, l'extrudeuse se déplace le long d'un guide vertical (le long de l'axe 0Z) à une distance égale à la taille de la couche. Après cela, le calque horizontal suivant commence à être appliqué.

Aide: Le processus d'impression peut varier en fonction de la technologie de fabrication, mais l'ensemble du processus de création de produits consiste à superposer le matériau.

Types d'imprimantes 3D

Les dispositifs sont divisés en fonction du caractère unique du processus d’impression, c.-à-d. de la technologie utilisée. Les méthodes d’impression les plus courantes sont la modélisation FDM (modélisation par dépôt en fusion / direction) et la SLA (stéréolithographie laser / stéréolithographie laser).

La technologie de modélisation directionnelle est l'une des premières méthodes d'impression à apparaître. Pour la fabrication d'objets, on utilisait du thermoplastique sous forme de rayons ou de fils enroulés sur la bobine. La méthode d'impression est la suivante:

  1. La bobine ou le fil est installé dans une extrudeuse. Sous l'action du dispositif de chauffage, le matériau commence à fondre et pénètre dans la surface de travail par le canal.
  2. L'extrudeuse effectue le mouvement aux coordonnées données conformément au code numérique. La production se déroule en couches par rapport au plan horizontal.
  3. Dans la fabrication de produits complexes utilisés deux matériaux: le principal et auxiliaire. Le produit est créé en utilisant le matériau de base. Le matériau auxiliaire est destiné à créer des supports temporaires, ainsi qu’à remplir l’espace vide du produit. Parce que l'imprimante n'est pas en mesure d'imprimer un objet dans les airs sans raison.

Aide: Le matériau auxiliaire est ensuite éliminé avec un solvant spécial ou se brise facilement.

Les produits fabriqués en technologie FDM ont une bonne résistance mécanique et chimique. Ces propriétés sont obtenues grâce à l'utilisation d'une classe de production de thermoplastique. En outre, cette technologie est facile et convient à une utilisation dans des conditions domestiques.

La technologie SLA ou la stéréolithographie imprime des produits en utilisant des résines photopolymères liquides, qui gèlent sous l'influence d'une source d'énergie sous la forme d'un laser. Avec cette méthode, les produits ont une grande précision (jusqu'à 15 microns). L'impression d'objets est la suivante:

  1. La surface de travail est abaissée dans un récipient contenant un liquide photopolymère sur une profondeur d'une couche;
  2. La source d’énergie (laser) découpe la forme de l’objet en fonction de ses coordonnées.
  3. Le processus de polymérisation a pour résultat que la solidification se produit aux points de contact;
  4. La procédure est répétée pour chaque couche jusqu'à la fabrication de l'objet.
  5. Après la fabrication, le modèle est immergé dans un récipient avec une solution spéciale pour le nettoyage des éléments auxiliaires;
  6. La dernière étape est l'irradiation ultraviolette afin d'accélérer le processus de formation du produit.

La stéréolithographie est l’une des technologies les plus modernes, mais elle nécessite des matériaux coûteux. Il existe également des types d'impression moins connus:

SlS (frittage laser sélectif) Le principe de la création d'un objet consiste à appliquer une fine couche de matériau sous forme de poudre sur la zone de travail, qui est frittée sous l'action d'un laser. Les principaux avantages de cette méthode sont l'absence de la nécessité d'utiliser des éléments auxiliaires, mais nécessitent un traitement thermique supplémentaire. Ne prévoit pas d'utilisation dans les conditions domestiques.

EBM (fusion par faisceau d'électrons). La technologie est similaire au frittage laser sélectif, mais le produit est créé sous vide et ne nécessite pas de traitement thermique supplémentaire.

En impression 3D peut être attribué 3D-stylo. Son principe de fonctionnement est similaire à celui de la technologie FDM, mais son apparence est plus petite et il est utilisé pour créer des dessins avec un effet tridimensionnel.

Que peut une imprimante 3D?

L'impression tridimensionnelle est aujourd'hui utilisée dans presque toutes les sphères de la vie. Il existe des exemples de création de plats culinaires utilisant l'impression 3D. Les détails de toute complexité sont créés pour des structures plus complexes dans tous les secteurs. Mais le domaine le plus important et le plus nécessaire reste la médecine.

Plusieurs sociétés développent des imitateurs organiques qui peuvent pratiquement remplacer les tissus naturels. En outre, l'impression 3D vous permet d'aider dans l'environnement prothétique des articulations. L’utilisation la plus courante de la fabrication tridimensionnelle a été recommandée en dentisterie. En plus des prothèses, des imprimantes sont utilisées pour fabriquer des organes factices. Les possibilités d'impression en trois dimensions augmentent chaque jour et deviennent de plus en plus accessibles.

Les imprimantes 3D aident non seulement les personnes, mais aussi les animaux. L'un des cas connus est la création d'une carapace de tortue blessée dans un incendie de forêt. Ainsi, une nouvelle coquille a sauvé la vie d'un animal, et il en existe beaucoup. Un autre cas unique est la jambe prothétique d'un éléphant. La particularité de l’affaire réside dans le fait que les prothèses pour l’éléphant ne sont pratiquement pas fabriquées en raison du poids important de l’animal.

La technologie d'impression moderne vous permet de créer même un bâtiment entier. Lors de la construction d’une petite maison (37 m²), les chercheurs n’ont passé que 24 heures, ce qui s’est révélé être deux fois moins cher que la méthode habituelle.

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