L’impression 3D est aujourd’hui présente dans de nombreux secteurs d’activités. Avec une technologie devenue de plus en plus performante et des nouveaux procédés qui ne cessent de s’améliorer, l’impression 3D permet énormément de choses dans de nombreux secteurs d’activités. Notamment le secteur du bâtiment où plusieurs projets de maison 3D se sont concrétisés au cours de l’année.
L’intérêt de l’impression 3D dans le bâtiment
Le temps de construction réduit
Le premier avantage de l’impression 3D est tout simplement l’aspect temporel. En effet, la rapidité de construction d’une maison est bien plus efficace avec une imprimante 3D qu’avec les techniques dites « traditionnelles » du BTP. Par exemple, un chantier de deux semaines par la méthode classique peut se faire en seulement quelques jours avec l’impression 3D.
Des coûts réduit pour une maison 3D
Imprimer une maison en 3D permet également la réduction des coûts. D’une part grâce à la nécessité de peu de moyens mais également du fait du temps de construction très réduit par rapport aux méthodes classiques. L’impression d’une maison en 3D nécessite également moins de moyens humains lors d’un chantier.
Le respect de l’environnement
Un autre élément en faveur de l’impression 3D est que les matériaux utilisés à la conception sont des matériaux respectueux de l’environnement pour la grande majorité. De plus, les machines utilisées fonctionnent également grâce aux énergies renouvelables. Comme la machine de l’entreprise italienne WASP qui utilise des matériaux respectueux de l’environnement dans la construction mais également une machine qui fonctionne à l’énergie solaire. De plus, les matériaux utilisés sont des matériaux exploités localement. Du fait que ce soit une méthode de fabrication additive (on vient ajouter de la matière et non en enlever), cela permet de réduire considérablement les déchets dus à la construction d’un bâtiment.
Des possibilités de design quasi illimitées
Une imprimante 3D fonctionne à l’aide d’une assistance numérique. Cette dernière, à l’aide d’un fichier 3D réalisé par les équipes de conception va guider la machine. Ce qui explique donc que certaines formes auparavant difficiles à réaliser sont maintenant qu’une simple formalité pour l’imprimante. Une maison 3D peut posséder des formes pour le moins complexes avec moins de contraintes de construction.
Un intérêt social
On constate également que les différents points abordés précédemment vont permettre d’une certaine façon de répondre aux besoins concernant la crise du logement actuel. En effet, de nombreuses personnes sont sans logement par faute de place et/ou de moyens. L’impression 3D va permettre de façon rapide, écologique et économique de créer, dans des espaces inexploités, de nombreux logements à moindre coût.
Quelques exemples de projets réalisés
Partout dans le monde, de nombreux projets ont vu le jour. Voici une sélection des plus aboutis :
En Amérique Latine : un projet de lotissement avec des maisons 3D produite en 24 heures chacune. Ce projet, lancé durant l’été 2019 vient donc de s’achever et recherche aujourd’hui de futurs habitants. Le but est de permettre à des familles vivant avec moins de 200 dollars par mois d’avoir un toit.
Source : 3D Native
Aux Etats-Unis, dans l’état de New-York, une compagnie américaine a réussi à construire une maison en seulement 12 heures grâce à l’impression 3D. Ce projet a permis de réduire les coûts de 70 % par rapport à une construction classique.
Source : Positivr
À Nantes, une maison de 95 m² avec 5 pièces a vu le jour en seulement 33 heures. Elle a été bâtie à l’aide de polymère sous forme de mousse puis du béton. Ce projet, désormais habité depuis l’été 2019, révèle une nouvelle possibilité d’innovation urbaine.
Source : Le Parisien
En Russie, tout près de Moscou, une entreprise américaine en partenariat avec une société immobilière Russe a pu édifier une maison 3D de 38 m² en seulement 24 heures. Cette structure, d’après les spécialistes, aurait une durée de vie de 175 ans. Et mieux encore, elle ne coûterait que 11 000 dollars environ.
Source : Numerama
Il existe beaucoup d’autres projets tels que ceux présentés ci-dessus. Il y aura aussi beaucoup d’autres projets dans le futur. De ce fait, on constate de nombreux changements dans le secteur du bâtiment. Avec ses avantages et ses inconvénients que chacun possède. Alors quel avenir peut-on percevoir pour l’impression de maison 3D ?
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De nos jours, on constate que la fabrication additive s’installe de plus en plus dans divers secteurs. Et plus particulièrement dans l’industrie de la mode. Aujourd’hui, nous allons nous intéresser plus particulièrement au secteur de la chaussure. Car de nombreuses marques extrêmement connues mais également, des strat-ups et des designers se lancent aujourd’hui dans la création et la fabrication de chaussures par l’impression 3D.
La fabrication additive : le nouvel axe de développement dans l’industrie de la chaussure
Tout d’abord, beaucoup de marques connues comme Nike, Adidas, Reebok, Under Armour (pour ne citer qu’elles) se sont penchées sur le sujet. Par exemple, Adidas s’est lié avec une entreprise américaine spécialisée dans l’impression 3D : Carbon. Ce partenariat prend tous son sens lorsque la marque allemande décide de produire sa propre chaussure running à l’aide de la fabrication additive. La plupart des acteurs importants du marché de la chaussure se sont intéressée à la possibilité de produire des chaussures grâce à l’impression 3D. Elles ont même sorties leur premier prototype. Mais il existe également plusieurs start-ups qui se sont spécialisées dans la chaussure 3D. Ainsi que des designers de renom.
Pourquoi un tel enthousiasme pour l’impression 3D ?
Tout simplement car l’impression 3D permet une personnalisation mais surtout une fabrication sur-mesure du produit inégalable. De plus, c’est un secteur en constante évolution dont les matériaux et les procédés utilisés ne cessent de s’améliorer. Les imprimantes 3D deviennent également de plus en plus performante. Ce qui laisse place à un nombre infini de possibilités de création. Nous ne sommes qu’aux prémices de cette innovation car, pour le moment, aucun produit fini n’a été réalisé 100 % en 3D. Du côté du consommateur, la possibilité de créer sa propre chaussure sur-mesure et personnalisable séduit. De plus, pour les personnes ayant du mal à se chausser, la fabrication additive permettra de résoudre les différents problèmes liés à la santé provenant des semelles ou de la chaussure en elle-même.
Une technologie au service de l’environnement
En effet, la fabrication additive permet de réduire considérablement les déchets dus à la fabrication d’un produit. Bien qu’il n’y est pas de matériaux permettant de réaliser une chaussure 100% 3D pour le moment par faute de matière flexible. Certaines start-ups proposent également aux clients de renvoyer leurs paires de chaussures 3D usagées afin qu’elles soient fondues puis réutilisées dans la fabrication d’une nouvelle paire. Cet aspect de la fabrication additive joue donc un rôle important pour les marques mais également pour les consommateurs afin de participer au respect de l’environnement.
Quel procédé utiliser pour concevoir sa chaussure 3D ?
D’après de nombreuses études, c’est la photopolymérisation qui est la technique de fabrication additive la plus utilisée par les entreprises pour la conception de chaussure 3D. Pourquoi ? Tout simplement car c’est celle qui possède le rapport entre la rapidité d’impression et la précision le plus élevé. Elle peut permettre donc de produire en assez grande quantité tout en gardant un impression 3D de qualité.
Un nouveau moyen de création pour les designers
On a également constaté que beaucoup de designers se sont intéressés au phénomène de l’impression 3D. Ce qui n’est pas vraiment étonnant lorsque l’on observe l’infinité de possibilités de création. De la forme tout à fait basique à la forme la plus farfelue, tout est possible grâce à la fabrication additive. C’est pour cela que les designers sont de plus en plus nombreux à proposer leur création par l’intermédiaire de l’impression 3D.
Le constat est donc sans appel, la fabrication additive va révolutionner énormément de secteurs et plus particulièrement celui de la mode. Tout d’abord grâce à son aspect de personnalisation et la fabrication sur-mesure qui, elle, pourra soigner le problème des personnes mal chaussées ou ayant des difficultés à trouver chaussure à son pied. C’est également grâce à son aspect écologique qui est un réel avantage dans des industries comme celle de la mode. En revanche, il est difficile pour le moment, de produire à l’échelle mondiale, une gamme de chaussures entièrement réalisées en 3D. Aujourd’hui, ce sont principalement des composants de la chaussure comme les semelles qui sont produits.
L’injection plastique est une technique de fabrication utilisée pour produire des pièces identiques en série. Ce procédé de fabrication devient réellement intéressant lorsqu’il s’agit d’une production d’une centaine de pièces. Si vous rechercher une entreprise d’injection plastique, InnoProduct vous propose cette méthode de production dans ses services.
Qu’est-ce que le moule injection plastique ?
Le moule à injection plastique est en métal et se fait par usinage. C’est une étape extrêmement importante car c’est la pièce qui va permettre au plastique de prendre la forme finale souhaitée.
Le processus de fabrication de l’injection plastique
Une fois la conception du moule établie, on passe à l’étape de l’injection plastique. Le procédé est le suivant :
Dans un premier temps, des billes de plastique de quelques millimètres de diamètre sont positionnées dans un récipient appelé la trémie. Ces billes se versent dans un cylindre avec, à l’intérieur de ce dernier, une vis sans fin qui va permettre aux billes de remplir le cylindre. Grâce à la friction de la vis mais aussi grâce à des colliers chauffant, les billes vont se liquéfier. La température du cylindre atteint alors plus de 200 °C. Le but est donc d’avoir une matière liquide afin qu’elle prenne la forme de la pièce finale.
Une fois ces actions réalisées, un vérin va servir de pression afin d’injecter le plastique. Le moule par injection est situé dans la presse et va, ainsi, recevoir le plastique liquide et se remplir. Le liquide est ensuite refroidi afin de se solidifier pour garder la forme du moule par injection. La pièce plastique est ensuite sortie de la presse à injection par des éjecteurs puis tout le processus reprend afin de réaliser la production en série.
La qualité de la pièce dépend de plusieurs critères : le type de matière utilisé, le dosage de la matière, la température du moule et le temps de refroidissement.
Luc Deschamps, dans la vidéo ci-dessous, explique parfaitement le fonctionnement de l’injection plastique.
Pour plus d’informations sur notre service d’injection plastique, n’hésitez pas à nous contacter.
Pour lire d’autres articles sur l’injection plastique ou nos différents services, consulter notre page actualités.
L’impression 3D est une méthode de fabrication dite additive. Le procédé de fabrication additive consiste à concevoir une pièce par ajout de matière couche par couche. Une technologie apparue dans les années 2000 puis qui a évolué dans les années 2010. Aujourd’hui, l’impression 3D s’est très nettement diversifiée et touche énormément de secteurs. En particulier les industriels qui souhaitent élaborer une nouvelle pièce ou en améliorer une déjà existante. Chez InnoProduct, notre service impression 3D nous permet principalement de réaliser un prototypage rapide.
Les différentes techniques d’impression 3D
Pour commencer, tous types d’impression 3D requièrent, au préalable, une conception de produit sur logiciel 3D CAO. Sans quoi, il est impossible de piloter l’imprimante et donc de lancer une impression. Une fois votre pièce modélisée, nous procédons au choix du matériau utilisé et à la technique d’impression 3D. De nos jours, il est possible d’imprimer en 3D avec différents matériaux (plastique, métal, cire, céramique…). Nous vous proposons, à InnoProduct, principalement l’impression plastique ou métal et nous vous aiguillons dans tout vos choix pour avoir le meilleur rendu final possible. De plus il existe 3 principales techniques d’impression 3D :
SLA ou la stéréolithographie : une résine liquide placée dans le bac de l’imprimante 3D se solidifie au contact d’un rayon UV qui va reproduire la forme souhaitée point par point. C’est une technique très utilisée pour le prototypage rapide.
L’impression par dépôt de fil (FFF) : l’imprimante dépose du fil de matière fondue couche par couche afin d’obtenir la pièce souhaitée. La précision de l’impression varie selon l’épaisseur du fil. Plus le fil est court, plus l’impression 3D sera précise et vice versa.
Poudre (SLS, SLM, DMLS…) : une technique d’impression 3D très utilisée dans le domaine de l’industrie. C’est un processus de fabrication additive proche de celui de la résine. Un matériau sous forme de poudre est placé dans le bac de l’imprimante 3D. Un laser vient fusionner les différents grains qui vont former la structure voulue. On parle alors de frittage laser.
Pourquoi la fabrication additive ?
L’impression 3D possède beaucoup d’avantages mais aussi quelques inconvénients. Tout d’abord, les avantages :
Il est possible d’imprimer avec de multiples matières différentes (plastique, métal, cire, céramique…). En revanche, une imprimante 3D est conçue pour fabriquer avec un seul et unique matériau.
La fabrication additive se fait avec des délais relativement court car il n’y a besoin que d’une seule et unique étape en amont : la conception 3D CAO.
Une précision extrêmement fine. L’imprimante 3D est capable de reproduire des pièces avec des formes très précises.
Un coût relativement faible : étant donné que les étapes de préfabrication ou de conception de moule ne sont pas nécessaire.
En revanche, quelques inconvénients existent :
La production en série avec l’impression 3D n’est pas possible car elle demande énormément de temps. C’est pour cela que dans le cadre d’une production de pièces plus importante, la phase d’impression 3D sert à la réalisation de prototype pour après commencer la phase d’injection plastique qui, elle, permet de produire en plus grande série.
La mécanique de précision, appelée aussi usinage CNC, est une technique de fabrication soustractive par la commande numérique par calculateur (CNC). Le principe est simple : partir d’un bloc de matière et le travailler à l’aide d’une fraiseuse numériquement contrôlée afin d’obtenir la forme finale souhaitée. C’est un procédé complètement différent de la fabrication additive. Cette dernière consiste à ajouter de la matière couche par couche afin d’avoir le résultat escompté, par l’impression 3D ou l’injection plastique principalement.
L’histoire de la mécanique de précision
C’est en 1751 que la première machine d’usinage de précision fut créée. Ce qu’on appelle un « tour de précision métallique sur chariot ». Ce dernier permettait à l’ouvrier de ne plus porter l’outil de coupe. C’est à partir de ce modèle que de nombreuses améliorations ont été réalisé.
C’est durant la Guerre Froide et par besoin d’améliorer la production de pâles d’hélicoptère que la Navy fit appel à John T. Parsons. Ce dernier a donc eu l’idée de motoriser les axes de la machine. Il a travaillé par la suite avec IBM sur la possibilité d’automatiser le procédé grâce à une assistance numérique. C’est le début de la mécanique de précision. C’est en 1952 que Richard Kegg, avec le MIT, développa la première fraiseuse CNC. En 1958, le brevet est déposé, c’est le début de la commercialisation de la première machine à usinage CNC. Et les premières entreprises de mécanique de précision font leur apparition.
La technique d’usinage de précision
La machine d’usinage utilise une fraise pour modeler le bloc de matière et ainsi former le produit désiré. L’usinage de précision permet de produire des modèles à l’unité voire même en série. La fraiseuse est commandée par assistance numérique, généralement par ordinateur. C’est ce qu’on appelle l’usinage CNC (computer numeric control). Les logiciels de conception dits CAO (conception assistée par ordinateur) permettent à l’ordinateur de commander la machine et d’ainsi automatiser le procédé.
Le procédé d’usinage CNC
Tout d’abord, nous venons fixer le bloc de matière sur la table de l’imprimante. La fraise peut avoir plusieurs formes de dents, de taille et de sens. Cette dernière vient travailler le bloc par l’intermédiaire de deux mouvements : l’avance et la coupe par mouvement de rotation. Elle est fixée par une broche à plusieurs axes. La mécanique de précision peut se réaliser avec 3,4 ou 5 axes. Le nombre d’axes est déterminé en fonction de la complexité du produit. De plus, les axes permettent des mouvements verticaux, horizontaux, en hauteur et des rotations. Une fois les mouvements terminés, on extrait la pièce de la machine d’usinage. Il ne reste plus qu’à procéder aux finitions manuelles : l’ébavurage et le polissage pour finaliser la pièce.
Les avantages de l’usinage CNC sont qu’il est possible de réaliser des pièces détaillées et mécaniques à l’unité et en série. Il est également possible d’utiliser de nombreuses matières différentes. La mécanique de précision est donc un bon moyen de produire en série des pièces plus ou moins détaillées en métal ou en plastique par exemple. En revanche, du fait que l’on enlève de la matière pour parvenir à un résultat, elle amasse plus de déchets que l’impression 3D. Cette dernière va ajouter de la matière sur un espace vide afin de créer elle-même la pièce.
Si vous recherchez une entreprise d’usinage, InnoProduct vous offre la possibilité de produire vos pièces a travers la mécanique de précision. Pour plus d’informations, n’hésitez pas à nous contacter.
La CAO ou conception assistée par ordinateur, regroupe un ensemble de techniques et logiciels permettant de créer virtuellement (en 2D ou en 3D) un produit, un pièce ou tout autre objet. La conception 3D est présente dans de nombreux domaines. Mais surtout dans les entreprises des secteurs de l’industrie, construction et dans l’impression 3D professionnelle. InnoProduct et son équipe de concepteurs 3D vous proposent notamment la CAO dans son service d’impression 3D. Ce qui permet un suivi très précis de votre pièce jusqu’à sa fabrication.
L’histoire de la CAO
Depuis les années 80, la CAO a pris place dans les métiers de dessins. Au moment où les postes informatiques se sont démocratisés, la conception 3D s’est imposée. Mettre les plans papiers sur informatique a donc pris beaucoup de temps pour les entreprises. En revanche, cela s’est avéré plus que bénéfique pour beaucoup. De nombreuses entreprises se sont rendu compte que les mesures prises auparavant à la main étaient pour un grand nombre fausses. Au départ, les premiers logiciels proposaient de la CAO 2D. C’est dans les années 90 que les premiers logiciels de CAO 3D ont vu le jour. C’est pourquoi la CAO et ses logiciels se sont donc imposés rapidement et naturellement du fait de leur fiabilité.
Le but de la conception 3D
Dans les différents secteurs de l’industrie, la CAO 3D est une étape primordiale voire même inévitable. La CAO permet de visualiser et d’anticiper de façon globale les mouvements d’un objet avant sa fabrication. Les différents logiciels permettent de créer, modifier et analyser un produit en amont de sa production. Dans le cadre d’une création de pièce, la visualisation permet d’avoir une première approche virtuelle sur le produit final. Elle permet également d’appréhender les potentiels défauts et ses différents mouvements. Il est également possible d’y ajouter la texture pour une approche encore plus précise. Cette étape de conception 3D est donc primordiale dans le processus de fabrication de votre pièce car elle permet déjà de régler quelques détails avant le passage au prototypage puis à l’impression 3D. Ces étapes vous sont expliquées dans un autre article que nous vous invitons à lire également.
La rétro-ingénierie
Dans le domaine de la CAO, il existe également la rétro-ingénierie ou rétro-conception. Le principe est simple : prendre une pièce ou un fichier déjà existant afin de le redessiner en 3D. Les objectifs de la rétro-ingénierie peuvent être multiples. Le premier peut être simplement l’archivage numérique d’un objet qui ne possède pas de fichier 3D du fait de son ancienneté. Il est possible également d’utiliser la rétro-conception pour réaliser une nouvelle production de pièces qui ne possédait pas de fichier CAO auparavant. La rétro-ingénierie peut permettre également la production d’une pièce qui a été fabriquée manuellement. Et qui ne possède donc pas de fichier CAO 3D. En bref, la rétro-ingénierie vous permet de modéliser un objet soit pour réaliser une production en série ou relancer une nouvelle production, soit pour stocker numériquement les fichier de votre pièce. Elle peut permettre aussi de s’assurer de la bonne prise des dimensions de la pièce. InnoProduct vous propose également la rétro-ingénierie de vos pièces.
Gauche : pièce d’origine. | Droite : pièce refaite en rétro-conception.
Pour résumer, la CAO est donc une étape à ne surtout pas négliger dans le processus de fabrication de votre produit, pièce ou objet. Ainsi, InnoProduct vous offre la possibilité de réaliser la conception 3D ou la rétro-ingénierie de votre pièce mais également de vous accompagner et vous conseiller de la conception jusqu’à la production. Pour plus d’informations, contactez-nous par mail ou par téléphone.
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Le premier avantage de l’impression 3D est tout simplement l’aspect temporel. En effet, la rapidité de construction d’une maison est bien plus efficace avec une imprimante 3D qu’avec les techniques dites « traditionnelles » du BTP. Par exemple, un chantier de deux semaines par la méthode classique peut se faire en seulement quelques jours avec l’impression 3D.
Imprimer une maison en 3D permet également la réduction des coûts. D’une part grâce à la nécessité de peu de moyens mais également du fait du temps de construction très réduit par rapport aux méthodes classiques. L’impression d’une maison en 3D nécessite également moins de moyens humains lors d’un chantier.
Un autre élément en faveur de l’impression 3D est que les matériaux utilisés à la conception sont des matériaux respectueux de l’environnement pour la grande majorité. De plus, les machines utilisées fonctionnent également grâce aux énergies renouvelables. Comme la machine de l’entreprise italienne WASP qui utilise des matériaux respectueux de l’environnement dans la construction mais également une machine qui fonctionne à l’énergie solaire. De plus, les matériaux utilisés sont des matériaux exploités localement. Du fait que ce soit une méthode de fabrication additive (on vient ajouter de la matière et non en enlever), cela permet de réduire considérablement les déchets dus à la construction d’un bâtiment.
Une imprimante 3D fonctionne à l’aide d’une assistance numérique. Cette dernière, à l’aide d’un fichier 3D réalisé par les équipes de conception va guider la machine. Ce qui explique donc que certaines formes auparavant difficiles à réaliser sont maintenant qu’une simple formalité pour l’imprimante. Une maison 3D peut posséder des formes pour le moins complexes avec moins de contraintes de construction.
On constate également que les différents points abordés précédemment vont permettre d’une certaine façon de répondre aux besoins concernant la crise du logement actuel. En effet, de nombreuses personnes sont sans logement par faute de place et/ou de moyens. L’impression 3D va permettre de façon rapide, écologique et économique de créer, dans des espaces inexploités, de nombreux logements à moindre coût.
Le constat est donc sans appel, la fabrication additive va révolutionner énormément de secteurs et plus particulièrement celui de la mode. Tout d’abord grâce à son aspect de personnalisation et la fabrication sur-mesure qui, elle, pourra soigner le problème des personnes mal chaussées ou ayant des difficultés à trouver chaussure à son pied. C’est également grâce à son aspect écologique qui est un réel avantage dans des industries comme celle de la mode. En revanche, il est difficile pour le moment, de produire à l’échelle mondiale, une gamme de chaussures entièrement réalisées en 3D. Aujourd’hui, ce sont principalement des composants de la chaussure comme les semelles qui sont produits. 
Une fois ces actions réalisées, un vérin va servir de pression afin d’injecter le plastique. Le moule par injection est situé dans la presse et va, ainsi, recevoir le plastique liquide et se remplir. Le liquide est ensuite refroidi afin de se solidifier pour garder la forme du moule par injection. La pièce plastique est ensuite sortie de la presse à injection par des éjecteurs puis tout le processus reprend afin de réaliser la production en série.
La qualité de la pièce dépend de plusieurs critères : le type de matière utilisé, le dosage de la matière, la température du moule et le temps de refroidissement.
Luc Deschamps, dans la vidéo ci-dessous, explique parfaitement le fonctionnement de l’injection plastique.
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