L'impression 3D, ou fabrication additive, utilise divers procédés tels que le dépôt de filament fondu, la stéréolithographie et le frittage sélectif par laser pour créer des objets en superposant des couches de matière selon un fichier 3D. Destinée au prototypage rapide et à la production de pièces fonctionnelles, cette technologie est accessible aux PME et a des applications dans des secteurs variés comme l'aéronautique et la médecine. La démocratisation de l'impression 3D soulève des questions juridiques sur la propriété intellectuelle et nécessite des réflexions sur sa normalisation.

1. FDM étant une marque déposée,
d'autres appellations sont utilisées, par
exemple Fused Filament Fabrication.
Il est à noter que cette technique
délivre des objets relativement fragiles.
Elle se limite donc à du prototypage
plutôt qu'à la production d'objets.
§ INNOVATION § USINE NUMERIQUE
VER.1
06/2016
§ FABRICATION ADDITIVE - IMPRESSION 3D
NTRODUCTION
L'impression 3D ou impression
tridimensionnelle sont les termes courants
utilisés pour parler des procédés de fabrication
additive.
Initialement, ces procédés ont été développés
pour le prototypage rapide, mais maintenant, ils
sont de plus en plus utilisés pour la fabrication
de pièces fonctionnelles.
Longtemps considérée comme l’apanage des
grands groupes, la technique est désormais
aussi accessible aux PME-PMI.
ES PRINCIPAUX PROCEDES DE
FABRICATION
Il existe différents procédés de fabrication :
§ Le dépôt de filament fondu ou FDM
(Fused Deposition Modeling : modelage par
dépôt de matière en fusion).
Il s'agit du procédé utilisé par une écrasante
majorité d'imprimantes 3D dites
personnelles.
§ La stéréolithographie ou SLA
(StereoLithography Apparatus : une lumière
UV solidifie une couche de plastique liquide)
Il s'agit de la première technologie
d'impression 3D, apparue en 1986 et mise
au point par 3D Systems.
Comme le système à dépôt de filament, ce
procédé imprime couche par couche.
§ Le frittage sélectif par laser ou SLS
(Selective Laser Sintering : un laser
agglomère une couche de poudre)
Comme la technologie SLA, le procédé SLS
utilise un laser. La différence se situe au
niveau du matériau utilisé, qui n'est plus
liquide, mais sous forme de poudre de
plastique, de céramique, de verre ou de
métal ; dans ce cas là, on parle de DMLS
(Direct Metal Laser Sintering).
L'avantage de cette technologie est qu'il y a
très peu de déchet et que la poudre non
fusionnée peut être réutilisée.
§ Le procédé PolyJet
Breveté par la société Objet en 1999, le
procédé dit PolyJet s'appuie sur la
photopolymérisation, tout comme le SLA.
Avantage certain de cette technologie, elle
ne nécessite pas de post-traitement,
comme le ponçage ou le rinçage.
§ Le procédé DLP (Digital Light Processing)
Développé pour des travaux nécessitant
une grande précision, comme la bijouterie
ou la fabrication de prothèses, le procédé
DLP est similaire à la SLA, dans le sens où
la lumière est utilisée pour solidifier un
polymère liquide.
§ …
I
L
1

2. ES APPLICATIONS POSSIBLES…
Que ce soit dans le secteur de l’armement, de
l’aéronautique, de la médecine, mais aussi de
l’industrie, l'impression tridimensionnelle pourrait
être dans les années à venir un des éléments
d’une troisième révolution industrielle.
Pour exemple, le commandement des
opérations spéciales de l'armée américaine a
construit « huit usines mobiles » qui peuvent
rentrer dans des conteneurs de transport
standard.
Ce type de « micro usines » est l'aboutissement
de l'idée d'usine, avec des technologies
d'impressions tridimensionnelles.
Le domaine de la médecine profite aussi de
l'impression 3D, avec la création de matériaux
semblables à un os ou encore la création de
prothèses et implants (hanches artificielles,
appareils dentaires et auditifs personnalisés)...
(Source : Wikipédia - Impression 3D)
OMMENT CA MARCHE ?
Comme indiqué ci-dessus, l’impression 3D
fonctionne selon plusieurs procédés, qui
diffèrent selon le type d’imprimante 3D utilisée.
Pour rappel, on peut classer ces procédés dans
trois grands groupes :
§ Le dépôt de matière
§ La solidification par la lumière
§ L’agglomération par collage
Le principe de fabrication de base est le même
pour les trois procédés, on superpose des
couches de matières selon les coordonnées
d’un fichier 3D.
Il faudra donc au préalable créer un fichier 3D
avec l’aide d’un logiciel de DAO (Dessin
Assisté par Ordinateur) de l’objet à imprimer, et
ce, au format STL ou OBJ.
En résumé, et ce, pour la plupart des procédés
employés l’utilisateur a besoin :
§ d’un fichier 3D (au format STL ou OBJ),
§ d’une imprimante 3D,
§ de consommable (filament, poudre, etc.),
§ d’un logiciel de slicing pour trancher le fichier
et transmettre les indications à l’imprimante,
§ d’un ordinateur.
La manière d’exporter les fichiers vers
l’imprimante diffère selon les marques et les
modèles : câble USB, Wi-Fi ou carte SD.
Fig. 1 : Processus de l’impression 3D
ES ACTEURS…
Start-up, grands groupes, laboratoires, PME...,
ils sont nombreux à faire bouger la fabrication
additive, que ce soit grâce à leurs technologies,
leurs services ou leurs investissements.
§ Prodways
Filiale du groupe Gorgé, Prodways est fabricant
de machines de stéréolithographie (depuis le
rachat du français Phidias en 2012) et de
machines de frittage de poudre plastique. Il
dispose de sa propre unité de formulation de
matières premières suite au rachat de l’allemand
DeltaMed et de capacités de production en
France et aux États-Unis.
§ Poly-Shape
Aéronautique, médical, sport automobile… Poly-
Shape est positionné sur tous les secteurs en
développement.
§ Beam
La jeune pousse Beam, émanation du
laboratoire Irepa Laser, est promise à un bel
L
C
L
2
1. Avoir une idée
2. Modéliser son idée en 3D
3. Trancher son fichier 3D
4. Imprimer
l’objet
5. L’utiliser

3. Plan PME > Performance PME
Premiers pas vers la Fabrication additive
pour les PME de la région
à Contact : Sybille GERMON REYNAUD
CCIT de l’Ardèche
Tél. 04 75 88 07 07
Mail à sibylle.germon.reynaud@ardeche.cci.fr
avenir. Sa technologie, Clad (construction laser
additive directe), consiste à projeter des
particules de poudre métallique dans un
faisceau de plasma. Deux avantages : la
machine peut ajouter des éléments sur une
pièce existante et fabriquer des pièces en
mélangeant les matériaux (elle peut appliquer
les métaux les plus résistants aux endroits où la
pièce est sollicitée).
§ Fives Michelin
Fives Michelin Additive Solutions est une société
commune entre Michelin et Fives. L’objectif est
de devenir un fournisseur de poids sur le
marché des imprimantes 3D professionnelles,
grâce aux techniques d’automatisation
développées par Michelin. Les machines de
fusion métallique par laser ne sont plus isolées
mais disposées en ateliers, ce qui promet des
gains de rendement et de qualité.
ET AUSSI…
§ Spartacus 3D - Prestataire en fabrication
§ Prismadd - Prestataire spécialisé en
aéronautique
§ Erpro - Prestataire en fabrication
§ Creatix3D - Conseil en intégration
§ Fabulous - Conseil en impression 3D
§ Phenix Systems - Fabricant de machines
§ Stratasys France - Fabricant de machines
§ Erasteel - Fabricant de poudres métalliques
§ …
ES ASPECTS JURUDIQUES
La démocratisation de l'impression
tridimensionnelle fait craindre à certains de
nouveaux modes de reproduction illégale.
Elle pourrait induire une adaptation du droit de la
propriété intellectuelle.
L'impression tridimensionnelle a d'abord été
industrielle, mais fonctionne aussi sur le modèle
du logiciel libre/open source. Ce qui lui confère
en apparence, un accès facile et ouvert.
Aujourd’hui, des réflexions sont menées
concernant la normalisation, car malgré les
avantages évidents de la fabrication additive, il
reste des points à régler. A ce sujet, il existe un
comité technique de l’ISO sur la fabrication
additive (ISO/TC 261).
E RENSEIGNER SUR
L’IMPRESSION 3D OU ETRE
ACCOMPAGNE…
§ Le premier site d’information sur
l’impression 3D à http://www.3dnatives.com
§ Le blog de l’impression 3D à
http://www.makershop.fr/blog
§ L’annuaire des acteurs français de
l’impression 3D à http://www.formation-3d-
france.com/annuaire
§ Le programme Usine Numérique de
Rhône-Alpes qui a pour mission
d'accompagner des PME/PMI dans
leurs projets industriels sur toute la
chaîne numérique, dans le but
d'optimiser la conception ou la
fabrication de leurs produits à
http://www.ene.fr/experimenter/usine-
numerique-rhone-alpes.html
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S