Présentation de soutenance du dossier sur l'impression 3D par Galsungen (CNAM RA ENG221 2013-2014)

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CONSERVATOIRE NATIONAL DES ARTS ET METIERS CENTRE 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]

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Présentation appuyant la soutenance d'un dossier sur l'impression 3D dans le cadre de l'UE ENG221 du CNAM RA en 2013-2014 en entrainement à l'épreuve "probatoire".

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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]

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Plan

• Histoire

• Imprimante

• Procédés

• Matières

• Economie

• Législation

• Conclusion

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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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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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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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Photopolymérisation

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Stéréolithographie (SLA)

L’impression 3D par stéréolithographie.(Source : C3 – Impression 3D)

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Illustrations

Source : blog.modandwa.comFractals Flowers par Miguel Chevalier

Source : 3dnatives.comSource : 3dnatives.com

Source : fr.3dilla.com

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DLP - Digital Light Processing

Fonctionnement de la projection DLP(Source : EreNumerique.fr)

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Illustrations

Source : 3dnatives.com - solidatorSource : 3dnatives.com - solidator

Source : multistation.com

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PolyJet

(Source : objectplot.fr)

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Illustrations

Source : blog.stratasys.com

Source : fablabinc.com

Source : imprimante3d-objet.fr

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2PP – Two-Photon Polymerizationéchelle nanoscopique

(Sources : solidsmack.com)

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Liage de poudre

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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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Illustrations

Source : medias.3dvf.comBoule en titane

Source : blog.sculpteo.com

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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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Illustrations

Source : aip-primeca-ds.netSource : fr.3dilla.com

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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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Illustration

Représentation 3D en couleurs d’un relief. (Source : Z Corporation-3D Systems)

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Dépôt de filament (fondu)FDM - FFF

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FDM – FFF(Fused Deposition Modeling – Fused Filament Fabrication)

Fonctionnement de l’impression 3D par dépôtde filament fondu.(Source : Zureks)

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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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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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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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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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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

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Chaine de production bouleversée

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Logiciels : modeleurs 3D

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Illustration usage médical

Source : 3dprinter.net

Source : ubergizmo.com

Source : envisiontec.com Sources : dezeen.com

Source : 3d-printers.com.au

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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

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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

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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

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Illustration usage BâtimentContour Crafting

Source : www.contourcrafting.org

Source : www.contourcrafting.org Source : craft.usc.edu Source : i1.ytimg.com

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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)