CONSERVATOIRE NATIONAL DES ARTS ET METIERSCENTRE REGIONAL DE RHONE-ALPES
---Exposé dans le cadre de l’UE « Information et communication pour ingénieur »
Spécialité : INFORMATIQUE---Par
Galsungen---
Impression 3D
Soutenu le 16 janvier 2014---
JURY
PRESIDENT : [Civilité Prénom NOM Fonction]MEMBRES : [Civilité Prénom NOM Fonction]
Plan
• Histoire
• Imprimante
• Procédés
• Matières
• Economie
• Législation
• Conclusion
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Plan Histoire Procédés Matières Economie Législation ConclusionImprimante
Histoire
1988
•1ère
imprimante 3D – 3D Systems –Stéréolithographie
•Lancement Stratasys
1989
•1ère
imprimante FDM (Stratasys)
1993
•Le MIT conçoit la 3DP (Three-DimensionnalPrinting)
1995
•3 modèles
•Genisys(Stratasys)
•Actua 2000 (3D System)
•Z402 (Z Corporation)
2001
•Création des FabLab
2005
•Projet RepRap
2007
•Création Shapeways
2009
•Création Sculpteo
2010
•Livre blanc questionnant la législation
2011
•TED : Anthony ATALA
2013
•TED : A. ATALA : 1er
rein imprimé
•Mai : « Liberator » : 1ère arme open source imprimée
•Explosion des usages
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Plan Histoire Procédés Matières Economie Législation ConclusionImprimante
Qu’est ce qu’une imprimante 3D ?
• 1 Imprimante avec différents procédés• 1 Ordinateur pour la piloter avec logiciel CAO• Logiciel de CAO
• Analyse fichier• découpe en tranches•Ajoute socle et attaches provisoires
• Scanner : aide à la modélisation
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Plan Histoire Procédés Matières Economie Législation ConclusionImprimante
Procédés
• Photopolymérisation– Stéréolithographie– Procédé DLP– Technologie PolyJet– 2PP
• Liage de poudre– Frittage laser– E-Beam– Technique 3DP
• Dépôt de matière fondue : FDM
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Plan Histoire Procédés 1/19 Matières Economie Législation ConclusionImprimante
Photopolymérisation
Stéréolithographie (SLA)
L’impression 3D par stéréolithographie.(Source : C3 – Impression 3D)
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Plan Histoire Procédés 3/19 Matières Economie Législation ConclusionImprimante
Illustrations
Source : blog.modandwa.comFractals Flowers par Miguel Chevalier
Source : 3dnatives.comSource : 3dnatives.com
Source : fr.3dilla.com
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Plan Histoire Procédés 4/19 Matières Economie Législation ConclusionImprimante
DLP - Digital Light Processing
Fonctionnement de la projection DLP(Source : EreNumerique.fr)
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Plan Histoire Procédés 5/19 Matières Economie Législation ConclusionImprimante
Illustrations
Source : 3dnatives.com - solidatorSource : 3dnatives.com - solidator
Source : multistation.com
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Plan Histoire Procédés 6/19 Matières Economie Législation ConclusionImprimante
PolyJet
(Source : objectplot.fr)
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Plan Histoire Procédés 7/19 Matières Economie Législation ConclusionImprimante
Illustrations
Source : blog.stratasys.com
Source : fablabinc.com
Source : imprimante3d-objet.fr
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Plan Histoire Procédés 8/19 Matières Economie Législation ConclusionImprimante
2PP – Two-Photon Polymerizationéchelle nanoscopique
(Sources : solidsmack.com)
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Plan Histoire Procédés 9/19 Matières Economie Législation ConclusionImprimante
Liage de poudre
Frittage Laser
Schéma explicatif du procédé d’impression 3D par frittage laser.(Source : Institut de formation technique supérieur de l’université de Reims)
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Plan Histoire Procédés 11/19 Matières Economie Législation ConclusionImprimante
Illustrations
Source : medias.3dvf.comBoule en titane
Source : blog.sculpteo.com
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Plan Histoire Procédés 12/19 Matières Economie Législation ConclusionImprimante
E-BEAM / EBF
Schéma de fonctionnement d’une imprimante E-Beam. (Source : Arcam)
• E-BEAM / EBM : Electric Beam Melting• Société suédoise Arcam• Laser électron• Température : 700 à 1000 °C
• EBF / EBDM : Electronic Beam Direct Manufacturing• NASA• Environnement gravité zéro
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Plan Histoire Procédés 13/19 Matières Economie Législation ConclusionImprimante
Illustrations
Source : aip-primeca-ds.netSource : fr.3dilla.com
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Plan Histoire Procédés 14/19 Matières Economie Législation ConclusionImprimante
3DP – Three Dimensional Printing
• MIT• ZCorp / 3D Systems• centaines milliers couleurs
• coloration glus• finition (chauffe…)
Three Dimensional Printing (3DP)(Source : custompartnet.com)
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Plan Histoire Procédés 15/19 Matières Economie Législation ConclusionImprimante
Illustration
Représentation 3D en couleurs d’un relief. (Source : Z Corporation-3D Systems)
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Plan Histoire Procédés 16/19 Matières Economie Législation ConclusionImprimante
Dépôt de filament (fondu)FDM - FFF
FDM – FFF(Fused Deposition Modeling – Fused Filament Fabrication)
Fonctionnement de l’impression 3D par dépôtde filament fondu.(Source : Zureks)
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Plan Histoire Procédés 18/19 Matières Economie Législation ConclusionImprimante
IllustrationsExemples de pièces imprimées sur la même imprimante personnelle (une RepRap Prusa Mendel) : à gauche, la pièce avant configurationde la machine ; à droite, le résultat après configuration. (Source : John Biehler)
Stanford Bunny partagé sur Thingiverse et imprimé en ABS. (Source : Matthew LaBerge)
Source : limprimante3d.net
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Plan Histoire Procédés 19/19 Matières Economie Législation ConclusionImprimante
MatièresMatériaux organiques
Céramiques Plastiques Métaux
Cires Alumine ABS (acrylonitrile butadiène styrène)
Aluminium
Tissus / Cellules Mullite PLA (acide polylactique) Acier d’outillage
Aliments Zircone Polyamide (nylon) Titane
Carbure de silicium Polyamide renforcé Inconel
Phosphate tricalcique
PEEK (polyétheréthercétone)
Cobalt-chrome
Résines époxy chargées en céramique (nano) Résines époxy thermodurcissables
Silice (sable) Cuivre Acier inoxydable
Plâtre PMMA (polyméthacrylate de méthyle)
Or / Platine
Graphite PC (polycarbonate) Hastelloy
Béton(s) PPSU ou PPSF (polyphénysulfone)
Ultem
Alumide
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Plan Histoire Procédés Matières Economie Législation ConclusionImprimante
Economie
• Imprimantes personnelles• 2008 : 355 unités• 2011 : 23 265 unités• 2013 : 56 000 unités
• Croissance 2013• Europe de l’ouest : 42 %• Mondiale : 49 %
Même attentes/prévisions pour 2014.
• Marché : 669 millions en 2013Grand public et industriel.(Sources Gartner)
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Plan Histoire Procédés Matières Economie Législation ConclusionImprimante
Législation
• « It will be Awesome if they don’t screw it », Michael Weindberg (2010)
• Soumis au droit d’auteur, à la propriété intellectuelle/industrielle
• Dépôt auprès de l’INPI
– Brevets, marques, dessins, modèles
• Conserver preuve de la création
• Pas de vide juridique
• Statuts à définir sur les libertés de chacun
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Plan Histoire Procédés Matières Economie Législation ConclusionImprimante
Conclusion
• Forte expansion / croissance• Révolution chaine de production• 3ème révolution industrielle• Production masse Customisation masse• Re-industrialisation micro usine quartier• Avenir prometteur
– Conditions :• Augmenter vitesse impression• Augmenter la variété des matériaux
– CES 2014
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Merci
Des questions ?
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Annexes
Chaine de production bouleversée
Logiciels : modeleurs 3D
Illustration usage médical
Source : 3dprinter.net
Source : ubergizmo.com
Source : envisiontec.com Sources : dezeen.com
Source : 3d-printers.com.au
Illustration usage alimentaire
Impressions en sucre par l’imprimante ChefJet de 3D System (CES 2014)Source : tomsguide.fr
Source : images.gizmag.com
Source : digitaltrends.com
Illustration usage mode
Cirque du Soleil (© Liana Bandziulyte)Source : i.materialise.com
Lady Gaga in a 3D printed ParamedicSculpture dress designed by Studio XOSource : 3ders.org
Dita Von Teese Models World’s First Fully Articulated 3D-Printed GownSource : ecouterre.com
Source : designbam.com
Source : treehugger.com
Illustration usage militaire
Arme imprimée en 3D par Cody Wilson. (Source :Cody Wilson)
Source : 3dprinter.netLow cost, 3D Printed UAVSource : fabbaloo.com
Metal 3D printing : M1911Source : extremetech.com
Illustration usage BâtimentContour Crafting
Source : www.contourcrafting.org
Source : www.contourcrafting.org Source : craft.usc.edu Source : i1.ytimg.com
Illustration usage Automobile
Tableau de bord imprimé en 3D avec finition plaquage bois. (Source : Stratasys-Objet)
Levier de vitesse Volkswagen en acier inoxydable, réalisé par frittage laserde poudre de métal sur une imprimante EOS. (Source : EOS Automotive)
La voiture Urbee imprimée en 3D. (Source : Kor Ecologic)
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