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".

1. CONSERVATOIRE NATIONAL DES ARTS ET METIERS
CENTRE REGIONAL DE RHONE-ALPES
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Exposé dans le cadre de l’UE « Information et communication pour ingénieur »
Spécialité : INFORMATIQUE
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Par
Galsungen
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Impression 3D
Soutenu le 16 janvier 2014
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JURY
PRESIDENT : [Civilité Prénom NOM Fonction]
MEMBRES : [Civilité Prénom NOM Fonction]

2. Plan Histoire Procédés Imprimante Matières Economie Législation Conclusion
Plan
• Histoire
• Imprimante
• Procédés
• Matières
• Economie
• Législation
• Conclusion
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3. Plan Histoire Procédés Imprimante Matières Economie Législation Conclusion
Histoire
1988
•1ère
imprimante
3D – 3D
Systems –
Stéréolithogra
phie
•Lancement
Stratasys
1989
•1ère
imprimante
FDM
(Stratasys)
1993
•Le MIT
conçoit la 3DP
(Three-
Dimensionnal
Printing)
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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4. Plan Histoire Procédés Imprimante Matières Economie Législation Conclusion
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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5. Plan Histoire Procédés Imprimante 1/19 Matières Economie Législation Conclusion
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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6. Photopolymérisation

7. Plan Histoire Procédés Imprimante 3/19 Matières Economie Législation Conclusion
Stéréolithographie (SLA)
L’impression 3D par stéréolithographie.
(Source : C3 – Impression 3D)
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8. Plan Histoire Imprimante Procédés 4/19 Matières Economie Législation Conclusion
Illustrations
Source : 3dnatives.com Source : 3dnatives.com
Source : blog.modandwa.com
Fractals Flowers par Miguel Chevalier
Source : fr.3dilla.com
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9. Plan Histoire Procédés Imprimante 5/19 Matières Economie Législation Conclusion
DLP - Digital Light Processing
Fonctionnement de la projection DLP
(Source : EreNumerique.fr)
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10. Plan Histoire Imprimante Procédés 6/19 Matières Economie Législation Conclusion
Illustrations
Source : 3dnatives.com - solidator Source : 3dnatives.com - solidator
Source : multistation.com
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11. Plan Histoire Procédés Imprimante 7/19 Matières Economie Législation Conclusion
PolyJet
(Source : objectplot.fr)
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12. Plan Histoire Procédés Imprimante 8/19 Matières Economie Législation Conclusion
Illustrations
Source : blog.stratasys.com
Source : fablabinc.com
Source : imprimante3d-objet.fr
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13. Plan Histoire Procédés Imprimante 9/19 Matières Economie Législation Conclusion
2PP – Two-Photon Polymerization
échelle nanoscopique
(Sources : solidsmack.com)
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14. Liage de poudre

15. Plan Histoire Procédés Imprimante 11/19 Matières Economie Législation Conclusion
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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16. Plan Histoire Procédés Imprimante 12/19 Matières Economie Législation Conclusion
Illustrations
Source : medias.3dvf.com
Boule en titane
Source : blog.sculpteo.com
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17. Plan Histoire Procédés Imprimante 13/19 Matières Economie Législation Conclusion
E-BEAM / EBF
• 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
Schéma de fonctionnement d’une imprimante E-Beam. (Source : Arcam)
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18. Plan Histoire Imprimante Procédés 14/19 Matières Economie Législation Conclusion
Illustrations
Source : fr.3dilla.com Source : aip-primeca-ds.net
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19. Plan Histoire Procédés Imprimante 15/19 Matières Economie Législation Conclusion
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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20. Plan Histoire Procédés Imprimante 16/19 Matières Economie Législation Conclusion
Illustration
Représentation 3D en couleurs d’un relief. (Source : Z Corporation-3D
Systems)
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21. Dépôt de filament (fondu)
FDM - FFF

22. Plan Histoire Procédés Imprimante 18/19 Matières Economie Législation Conclusion
FDM – FFF
(Fused Deposition Modeling – Fused Filament Fabrication)
Fonctionnement de l’impression 3D par dépôt
de filament fondu.
(Source : Zureks)
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23. Plan Histoire Procédés Imprimante 19/19 Matières Economie Législation Conclusion
Illustrations
Exemples de pièces imprimées sur la même
imprimante personnelle (une RepRap Prusa
Mendel) : à gauche, la pièce avant
configuration
de 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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24. Plan Histoire Procédés Imprimante Matières Economie Législation Conclusion
Matières
Matériaux
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
PEEK
tricalcique
(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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25. Plan Histoire Procédés Imprimante Matières Economie Législation Conclusion
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 2013
Grand public et industriel.
(Sources Gartner)
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26. Plan Histoire Procédés Imprimante Matières Economie Législation Conclusion
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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27. Plan Histoire Procédés Imprimante Matières Economie Législation Conclusion
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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28. Plan Histoire Procédés Imprimante Matières Economie Législation Conclusion
Merci
Des questions ?
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29. Annexes

30. Chaine de production bouleversée

31. Logiciels : modeleurs 3D

32. Illustration usage médical
Source : 3dprinter.net
Source : ubergizmo.com
Source : 3d-printers.com.au
Source : envisiontec.com Sources : dezeen.com

33. 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

34. Illustration usage mode
Cirque du Soleil (© Liana Bandziulyte)
Source : i.materialise.com
Lady Gaga in a 3D printed Paramedic
Sculpture dress designed by Studio XO
Source : 3ders.org
Source : designbam.com
Dita Von Teese Models
World’s First Fully
Articulated 3D-Printed
Gown
Source : ecouterre.com
Source : treehugger.com

35. Illustration usage militaire
Low cost, 3D Printed UAV Source : 3dprinter.net
Source : fabbaloo.com
Arme imprimée en 3D par Cody Wilson.
(Source :Cody Wilson)
Metal 3D printing : M1911
Source : extremetech.com

36. Illustration usage Bâtiment
Contour Crafting
Source : www.contourcrafting.org Source : craft.usc.edu Source : i1.ytimg.com
Source : www.contourcrafting.org

37. 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 laser
de poudre de métal sur une imprimante EOS. (Source :
EOS Automotive)
La voiture Urbee imprimée en 3D. (Source : Kor Ecologic)