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Quels sont les avantages de l’impression 3D ?

Prix accessibles
La fabrication additive est un procédé relativement abordable financièrement, surtout quand on le compare à d’autres méthodes de production industrielle, comme par exemple le moulage par injection. Puisqu’elle ne nécessite pas d’outillage, l’impression 3D est effectivement plus accessible, pourvu que les caractéristiques de la pièce à produire soient standards (matériau, dimensions, finition, etc.).

Délais de production réduits
Opter pour la fabrication additive permet de réduire drastiquement le temps de développement d’un produit. Elle permet en effet de passer directement de la conception de la pièce à sa production, sans étape intermédiaire. Ce qui fait notamment de l’impression 3D un outil incontournable en prototypage rapide.

Production de pièces complexes facilitée
L’une des spécificités de l’impression 3D est sa capacité à produire facilement des pièces aux formes très complexes. En effet, contrairement aux procédés de fabrication soustractive par exemple, la complexité géométrique n’est pas un obstacle en fabrication additive. La liberté de conception et la réduction des besoins d’assemblage qui en découlent en font un atout majeur, notamment dans l’industrie de pointe.

Possibilité de personnalisation de masse
Comme elle ne nécessite aucun outillage (ex. : moule d’injection), la fabrication additive rend possible la personnalisation de pièces produites en série. Il suffit effectivement d’adapter le modèle 3D pour produire directement une nouvelle pièce sur mesure. C’est l’une des raisons pour lesquelles l’impression 3D est aujourd’hui si populaire dans l’industrie médicale et dentaire, où les besoins de personnalisation sont importants.

Qualité de niveau industriel
Si à son émergence la fabrication additive n’était qu’une technologie dédiée au prototypage rapide, elle s’est depuis étendue à la fabrication de pièces fonctionnelles. Car l’impression 3D industrielle permet aujourd’hui d’atteindre un haut niveau de précision, et d’obtenir des pièces aux bonnes propriétés mécaniques et au bon état de surface.

Large gamme de technologies et de matériaux
Il est aujourd’hui possible d’imprimer en 3D des pièces dans une grande variété de matières, grâce à de nombreuses technologies d’impression 3D, et les possibilités ne cessent de croître. Impression 3D FDM, SLA, SLS, MJF, DLP, SLM, CJP, PolyJet, CFF, DMLS, etc., en ABS, ASA, PLA, PA, TPU, acier, résine, aluminium, PEEK, PETG, PP, ULTEM, etc. : la diversité de l’offre en fabrication additive permet aujourd’hui de répondre à la plupart des besoins des ingénieurs et des designers.

Quelles sont les applications de l’impression 3D ?

L’impression 3D est un procédé de fabrication adopté dans la plupart des industries. Découvrez quelques-unes de ses applications dans les secteurs industriels qu’elle révolutionne :

Automobile
À la recherche constante d’optimisations quant à la qualité des pièces, des matériaux utilisés et des coûts de production, l’industrie automobile fut pionnière dans l’adoption de la fabrication additive.
À toutes les étapes de production, le recours à l’impression 3D peut effectivement s’avérer bénéfique : réduction des délais et des coûts pour la fabrication de maquettes et de prototypes fonctionnels, personnalisation en masse de pièces produites en série, simplification de la réalisation d’outillages, etc.
De plus en plus de constructeurs automobiles intègrent ainsi l’impression 3D dans leur processus de production, et des projets de véhicules partiellement imprimés en 3D commencent à voir le jour (ex. : le minibus Olli, la voiture électrique XEV, etc.).

Aéronautique et aérospatial
Depuis l’émergence de la fabrication additive, les industries aéronautique et aérospatiale ont joué un rôle précurseur dans l’adoption de cette technologie de rupture.
Secteurs de pointe par excellence, l’aéronautique et l’aérospatiale tirent profit de la capacité de l’impression 3D à produire rapidement et à moindre coût des pièces fonctionnelles aux formes complexes. Le perfectionnement constant de ce procédé permet également d’améliorer substantiellement les performances des pièces fabriquées : propriétés mécaniques excellentes, haute stabilité thermique, légèreté supérieure, conception facilitée, etc.
Malgré certaines contraintes (dimensions restreintes notamment), les grands groupes aéronautiques et aérospatiaux font plus que jamais le pari de l’impression 3D. Ariane Group prévoit par exemple d’imprimer en 3D 100% du moteur Prométhée d’Ariane 6 d’ici 2025, Airbus produit déjà des milliers de composants de porte pour l’A350 et Stelia Aerospace ou Safran intègrent de plus en plus l’impression 3D dans leurs processus de production.

Médical
Autre secteur à la pointe de l’innovation, l’industrie médicale a également joué un rôle primordial dans l’émergence de l’impression 3D de haute précision.
Les exigences spécifiques et le besoin de personnalisation de nombreux dispositifs médicaux ont effectivement contribué à l’adoption précoce de la fabrication additive dans les industries médical et dentaire. Que ce soit pour la fabrication de prothèses sur mesure, d’implants ou d’outils médicaux, l’impression 3D métal, plastique et céramique contribue à l’amélioration constante des savoirs et de la recherche médicale.
L’entreprise BONE 3D, qui a déjà rejoint le réseau Shapefuel, est un bon exemple de la contribution de l’impression 3D à la médecine. Elle conçoit et imprime en 3D des dispositifs médicaux adaptés à chaque patient ainsi que des simulateurs chirurgicaux au service de la formation des chirurgiens.

Architecture et construction
La fabrication additive ouvre de nouvelles perspectives en architecture et dans le BTP. Sa principale application dans ces domaines reste pour le moment la réalisation de maquettes de projets d’architecture. En améliorant le niveau de détail tout en réduisant drastiquement les coûts et délais de maquettage, l’impression 3D permet d’améliorer la présentation visuelle des projets, que ce soit pour les donneurs d’ordres ou le grand public, et ainsi d’accélérer la prise de décision.
Toutefois, l’apport de la fabrication additive au secteur du bâtiment ne se limite pas à la fabrication de maquettes. Des projets d’imprimantes 3D de grande dimension émergent pour la construction d’édifices en béton. Des chantiers se lancent en France, en Chine ou en Italie, et les acteurs du BTP et de la construction investissent progressivement dans ces technologies (ex. : XtreeE, Construction-3D, Vinci, etc.).

Horlogerie et joaillerie
Dans les secteurs du luxe, en particulier l’horlogerie, la bijouterie et la joaillerie, l’impression 3D apporte des solutions fiables et peu coûteuses pour le prototypage, la fabrication de moules et de pièces finies (ex. : bijoux). La personnalisation que permet cette technologie répond de manière pertinente aux besoins de ces secteurs d’activité. Grâce à l’impression 3D métal, il est même désormais possible d’imprimer directement des métaux précieux comme l’or, l’argent ou le bronze.
L’impression 3D repousse également les limites de la créativité en bijouterie et joaillerie en permettant la réalisation de pièces extrêmement complexes qu’il serait impossible d’obtenir par des procédés traditionnels.
Enfin, la haute précision permise par la fabrication additive en fait une technologie particulièrement appropriée pour la réalisation de mécanismes d’horlogerie.

Design, mode et art
Les applications de l’impression 3D ne se limitent pas aux industries de pointe, elles sont aussi nombreuses dans les secteurs artistiques, du design et de la mode. En effet, dans ces domaines où la créativité est centrale, cette technologie rend possible les formes et volumes les plus complexes, que nul autre procédé de fabrication ne pourrait atteindre.
Que ce soit pour la conception de mobilier, la réalisation de sculptures ou la création de vêtements, l’impression 3D offre des atouts indéniables qui permettent de repousser sans cesse les limites de la créativité.

Qu’est-ce que l’impression 3D métal ?

L’impression 3D métal est un ensemble de technologies de fabrication additive permettant de produire des pièces métalliques complexes de haute qualité. Comme l’impression 3D plastique, l’impression 3D métallique est un procédé de fabrication par ajout de matière. Elle repose effectivement sur l’empilement de couches successives pour obtenir une pièce métallique. L’impression 3D métal s’oppose ainsi à l’usinage, qui est une technique de fabrication soustractive (la pièce est obtenue par enlèvement progressif de matière).

La fabrication additive métal présente de nombreux avantages qui en font une solution devenue incontournable, notamment dans les industries de pointe. Elle permet effectivement la fabrication de pièces métalliques complexes, sans perte de matière et bénéficiant de bonnes propriétés mécaniques, tout en réduisant le temps et les coûts de production.

De multiples technologies d’impression 3D métal ont été développées ces dernières décennies, permettant aujourd’hui de répondre aux besoins de la plupart des ingénieurs et des industriels. En conséquence, de plus en plus d’entreprises intègrent cette technologie dans leur cycle de développement de produit.
Les applications sont en effet nombreuses, essentiellement dans l’industrie et les secteurs de pointe, mais plus seulement.

L’impression 3D métal est par exemple utilisée pour la réalisation de prototypes fonctionnels, permettant de tester rapidement divers paramètres (conception, matériau, etc.) avant le lancement d’une production en série. Plus généralement, elle est plébiscitée pour la fabrication de prototypes métalliques et de pièces unitaires, surtout quand ces pièces sont d’une complexité de formes qui rend impossible leur usinage. Dans les industries de pointe (aéronautique, automobile, médical), elle est également adoptée pour sa précision, sa rapidité, sa capacité à produire des pièces plus légères et à réduire les coûts de fabrication. Enfin, l’impression 3D métal est également adoptée pour la réalisation d’outillage, notamment des moules d’injection plastique ou des moules de fonderie.

Quel prix pour une impression 3D en ligne ?

Le prix d’une impression 3D en ligne varie fortement en fonction des choix de production. Pour un même projet, il est ainsi possible de recevoir des offres dont les prix vont du simple au triple. Si cela peut surprendre, c’est en fait compréhensible tant les modalités de production (et donc les coûts) sont nombreuses et diverses en fabrication additive. Il convient donc, dès la phase de conception, de fixer précisément les objectifs du projet, en particulier l’usage final de la pièce. Cela vous permettra de prospecter les bons services d’impression 3D en ligne et de recevoir des propositions conformes à vos objectifs.
Pour vous aider à concevoir et à budgétiser correctement vos projets, voici les principaux critères qui définissent le prix d’une impression 3D en ligne :

Niveau de qualité
Comme dans la plupart des secteurs d’activité, il y a en impression 3D en ligne du haut-de-gamme et de l’entrée de gamme. Il est donc primordial de définir en amont ses exigences en matière de qualité, car les attentes ne sont pas les mêmes pour un premier prototype que pour une petite série de pièces commercialisables. Il est donc impératif de prendre en compte la question de l’usage final de la pièce et des éventuelles contraintes qu’elle devra subir pour déterminer le niveau de qualité attendu.

Type de fournisseur
Face à la grande diversité des services d’impression 3D en ligne, il est important de se tourner vers les imprimeries 3D les plus adaptées à vos besoins. Si vous recherchez le prix le plus bas et que la qualité de la pièce n’est pas un facteur primordial, il peut être judicieux de faire appel à un imprimeur 3D semi-professionnel, plus passionné qu’à la recherche de marges. En revanche, pour un projet plus ambitieux, il sera moins risqué de choisir une véritable entreprise de fabrication additive industrielle. Les frais de fonctionnement, le coût de la main d’œuvre, le savoir-faire, l’expérience et le professionnalisme entre ces deux profils n’étant pas du tout similaires, les prix proposés seront aussi très différents.

Technologie
Toutes les technologies d’impression 3D ne requièrent pas les mêmes investissements et frais courants, et toutes ne permettent pas d’atteindre les mêmes niveaux de qualité (résistances, aspect de surface, etc.). Les différences de prix entre les imprimantes 3D de bureau et les imprimantes 3D professionnelles, ou entre les imprimantes 3D SLA et les imprimantes 3D SLS ou SLM par exemple, expliquent en partie les écarts de coût entre les divers procédés. Il convient donc d’arbitrer entre le budget alloué et le résultat attendu. Pour un budget très limité, mieux vaut ainsi choisir l’impression 3D FDM au frittage laser (SLS).

Matériau
Le matériau est l’un des principaux éléments qui déterminent le prix d’une impression 3D en ligne. Bien le choisir est donc primordial pour obtenir un prix adapté à son budget. Il existe des plastiques au prix accessible (ABS, PLA), qui sont aussi les plus populaires, mais également des plastiques hautes performances beaucoup plus onéreux, comme le PEEK ou l’ULTEM. Pour ce qui est des métaux, les prix sont globalement élevés, en particulier pour les plus techniques comme le titane ou rares comme l’argent.

Dimensions
Le coût d’une impression 3D en ligne dépend en grande partie du temps d’impression. Pour une pièce grand format par exemple, la production sera plus chronophage et donc le prix plus important. Il faut alors s’assurer de la pertinence des volumes de la pièce, réduire au maximum les plus dispensables et prévoir d’éventuelles prestations d’assemblage.

Finitions
Toute prestation annexe peut alourdir considérablement le prix final d’une pièce, surtout si celle-ci nécessite du temps et une main d’œuvre qualifiée. Il est donc préférable de faire les bons choix de production dès le départ (matériaux, dimensions, couleurs, etc.) pour éviter d’importants post-traitements (peinture, teinture, assemblage, etc.).

Afin d’obtenir le prix le plus bas possible, il est donc préférable d’opter par exemple pour l’impression 3D FDM en ABS ou PLA d’une pièce d’un volume inférieur à 30 cm et sans finition. On peut dans ces conditions espérer payer sa pièce quelques dizaines d’euros chez un service d’impression 3D en ligne standard.
Pour des petites pièces, d’un diamètre inférieur à 10 cm, aux caractéristiques similaires à l’exemple précédent mais produites en plusieurs dizaines ou centaines d’exemplaires, le prix unitaire pourra potentiellement descendre sous les 10 euros.
En revanche, pour des besoins plus spécifiques (technologies de qualité industrielle, matériaux haute performance, impression 3d métal, finitions importantes), le prix pourra rapidement augmenter, jusqu’à atteindre plusieurs milliers d’euros pour un simple prototype.
Il est donc essentiel de définir dès la phase préparatoire les caractéristiques de la future pièce afin de budgétiser en conséquence son projet.

Comment bien préparer son projet d’impression 3D en ligne ?

Faire produire ses pièces grâce à la fabrication additive en ligne nécessite un certain nombre de prérequis pour profiter pleinement des avantages de cette technologie.

Tout d’abord, obtenir un résultat satisfaisant implique au préalable la création d’un modèle 3D correctement conçu. En effet, une modélisation 3D de qualité sera déterminante dans la réussite de votre projet. Il convient donc de s’assurer que la conception de votre pièce est irréprochable d’un point de vue technique pour se prémunir d’éventuelles mauvaises surprises. N’hésitez pas à vérifier et à corriger votre fichier 3D, ainsi qu’à choisir un format d’export adapté (STL, STEP, etc.).

Prenez également soin d’évider les volumes inutiles de votre modèle 3D, tant que cela ne menace pas la solidité et la stabilité de la pièce, afin de minimiser les coûts de production. En effet, plus il y a de surface à imprimer en 3D, plus le temps d’impression est long et plus la quantité de matière nécessaire à la production est importante.

L’une des limites de l’impression 3D en ligne les plus méconnues est la dimension restreinte de la plateforme d’impression de la plupart des imprimantes 3D. La majorité des imprimantes 3D sont effectivement limitées à une surface d’impression de quelques dizaines de centimètres de diamètre (entre 30 et 60 cm en moyenne selon les imprimantes 3D). Pour l’impression 3D en ligne d’une pièce de grande dimension, il est donc impératif de prévoir (et de budgétiser) une prestation supplémentaire d’assemblage.

Avant de soumettre votre projet à des plateformes d’impression 3D en ligne, assurez-vous également d’avoir déterminé précisément les caractéristiques de votre pièce et d’éventuelles exigences spécifiques (matériau, couleur, résistance aux UV, contact alimentaire, etc.). Les services d’impression 3D en ligne ne pourront pas faire ces choix à votre place.

Pensez également à budgétiser correctement votre projet. Car bien qu’ayant la réputation d’être peu chère, l’impression 3D en ligne reste une solution de fabrication sur mesure, les coûts de production sont donc nettement plus onéreux que le prix d’une pièce similaire dans le commerce. De plus, si un projet aux caractéristiques standards (plastique commun, précision moyenne, taille raisonnable, sans finition) peut effectivement être bon marché, des besoins plus spécifiques alourdissent nécessairement le prix final.

Enfin, n’oubliez pas de prendre en compte la livraison, en particulier s’il s’agit d’une série industrielle. Dans le cadre d’une grande série, pensez à ces contraintes de livraison dès la conception de la pièce afin de prévoir, si possible, un emboitement adéquat des pièces entre elles. Réduire le volume total de votre commande permettra de minimiser les frais d’emballage et de transport.

Obtenir une impression 3D en ligne en 4 étapes

1. Définition des besoins
Avant même de solliciter différents services d’impression 3D en ligne, il convient de définir clairement vos besoins. Quelle pièce produire ? Pour quel usage et dans quel environnement évoluera-t-elle ? À partir de ces éléments, déterminez quelques caractéristiques de base : quel matériau privilégier ? quelles résistances spécifiques (mécanique, thermique, UV, etc.) ? Définissez également le nombre d’exemplaires à fabriquer, leurs dimensions et le délai de réception de la commande. Pensez enfin à budgétiser le plus précisément possible votre projet.

2. Modélisation 3D
Pour obtenir une impression 3D en ligne, un modèle 3D de votre pièce est indispensable. Cette étape de conception 3D (CAO), véritable prérequis pour la fabrication additive en ligne, peut être réalisée de différentes façons :
– Concevoir votre modèle 3D en interne : si vous disposez de compétences en modélisation 3D, vous pouvez concevoir directement votre fichier 3D à l’aide d’un logiciel 3D (Fusion 360, Solidworks, CATIA, etc.).
– Télécharger un fichier 3D : des milliers de fichiers 3D sont disponibles sur des plateformes dédiées comme Thingiverse ou Cults 3D, gratuitement ou pour quelques euros.
– Scanner une pièce existante : il est possible, grâce à un scanner 3D, de scanner un objet pour en obtenir une version 3D. La numérisation 3D d’une pièce est proposée par de nombreux services d’impression 3D.
– Faire modéliser votre pièce par un professionnel : la plupart des services d’impression 3D en ligne proposent un service de modélisation 3D. Il suffit de fournir un croquis coté de la pièce à modéliser pour obtenir un fichier au format STL, OBJ ou STEP.

3. Impression 3D
Une fois le fichier 3D à disposition, faire imprimer en 3D un objet est relativement simple. Il suffit pour cela de trouver un service d’impression 3D en ligne adapté à votre projet et de lui fournir le modèle 3D de la pièce, accompagné de votre cahier des charges. Le plus simple est de déposer son projet sur Shapefuel pour être assuré de recevoir les offres des meilleurs services d’impression 3D de France.
Le fichier 3D sera ensuite découpé par l’imprimeur 3D en de multiples tranches horizontales à l’aide d’un logiciel spécifique (ex. : le slicer Cura), puis envoyé à une imprimante 3D après certains réglages (chargement de la matière, génération de supports d’impression, etc.). La pièce est enfin imprimée par superposition successive de couches de matière.

4. Post-traitement
Une fois l’objet intégralement imprimé en 3D, la plupart des technologies d’impression 3D nécessitent une phase de post-traitement. Pour obtenir un bon aspect de surface, il est effectivement préférable de nettoyer, lisser ou poncer la pièce finie. Cette étape permet également de corriger d’éventuels défauts mineurs, de dissoudre les supports d’impression et de réduire l’aspect stratifié dû à certaines technologies de fabrication additive. C’est aussi le moment d’apporter les dernières modifications à la pièce : vernissage, coloration, métallisation, assemblage, etc.