Applications courantes de l'impression 3D : de l'aérospatiale à la mode

Des applications aérospatiales et médicales aux innovations de la mode et de l'automobile, les possibilités d'impression 3D pour le prototypage, la fabrication et la personnalisation sont presque illimitées.

Une imprimante 3D construit une figure humaine modèle dans l'exposition « 3D : imprimer le futur » au ... [+] Science Museum de Londres. (Photo par Oli Scarff/Getty Images)

L'impression 3D est le processus de création d'un objet solide en trois dimensions à partir d'un fichier informatique.

L'impression 3D est un processus additif, ce qui signifie que l'imprimante pose du matériau (comme un filament plastique) sur une surface plane encore et encore.

Les imprimantes 3D d'entrée de gamme peuvent coûter jusqu'à 300 $ pour les modèles les plus basiques, et les débutants en impression peuvent trouver des milliers de modèles sur des sites Web comme Printables et MyMiniFactory.

L'impression 3D a de nombreuses utilisations professionnelles, comme les implants médicaux et les pièces automobiles, d'autant plus que l'impression est devenue plus abordable et plus répandue.

L'impression 3D a divers objectifs utiles dans l'industrie de la santé, notamment la création d'implants métalliques pouvant être utilisés dans les genoux, le crâne, la colonne vertébrale ou les hanches d'un patient. Les imprimantes 3D permettent également de créer du matériel médical et des prothèses à moindre coût. L'industrie dentaire a grandement bénéficié de l'impression 3D, qui peut être utilisée pour créer des implants, des couronnes, des contentions, des prothèses dentaires et des modèles anatomiques. L'impression 3D peut également créer des prothèses auditives et des modèles chirurgicaux et peut aider les médecins dans la planification préopératoire.

Les imprimantes 3D peuvent être utilisées à la fois pour de grandes et de petites applications dans la construction. Certaines utilisations peuvent inclure la création de prototypes ou de modèles architecturaux de projets de construction, ainsi que la fabrication de pièces. Les matériaux couramment utilisés pour les produits de construction imprimés en 3D comprennent des mélanges de béton, de fibres, de sable et de géopolymères. L'impression 3D peut également être utilisée pour entreprendre de grands projets de construction, comme la création de bâtiments entiers. En 2016, un cabinet d'architectes chinois a construit une maison de 4 300 pieds carrés en 45 jours avec des murs suffisamment épais pour résister à un tremblement de terre de magnitude huit. Le plus grand bâtiment imprimé en 3D au monde, mesurant près de 10 mètres de haut, est une villa construite à Riyad, en Arabie saoudite, en 2022.

L'impression 3D peut même être utilisée pour concevoir et créer des vêtements. En 2015, Danit Peleg est devenu le premier designer à créer une ligne de vêtements entièrement réalisée par des imprimantes 3D. Elle a étudié l'impression 3D dans la mode pour sa thèse au Shenkar College of Engineering and Design d'Israël, et elle a déclaré à Mission Magazine que l'impression 3D peut être une alternative durable à l'utilisation de tissus réels. La designer néerlandaise Iris van Herpen a également expérimenté l'impression 3D, et certains de ses looks ont été portés sur le tapis rouge du Met Gala l'année dernière par des célébrités telles que Teyana Taylor et Dove Cameron. Des marques de mode telles que Dior et Reebok ont ​​également produit des modèles portables imprimés en 3D.

Les enseignants peuvent utiliser l'impression 3D pour améliorer l'engagement des élèves en classe. Les étudiants dans les domaines des sciences et de l'ingénierie peuvent utiliser l'impression 3D pour créer des prototypes et des machines, et les étudiants en mathématiques peuvent créer de véritables visualisations de concepts géométriques complexes. Certaines écoles proposent également des cours d'impression 3D : le Massachusetts Institute of Technology propose des cours de premier cycle et des cycles supérieurs sur les principes fondamentaux de l'impression 3D, et l'Université du Texas et Virginia Tech proposent également leurs propres cours et programmes de certificat en impression 3D.

En 2014, Local Motors, aujourd'hui disparu, a construit la première voiture au monde entièrement imprimée en 3D (et téléchargeable), la Strati. La voiture prend 44 heures à imprimer et peut atteindre jusqu'à 50 miles par heure en vitesse. Mais l'impression 3D a de nombreux autres objectifs tout au long du processus de production automobile, notamment la création de prototypes et de diverses pièces automobiles. La Cadillac Celistiq 2024 aura plus de 100 pièces imprimées en 3D, décrites par le constructeur GM comme "la Cadillac la plus avancée sur le plan technologique à ce jour" et son véhicule avec le plus de pièces imprimées en 3D.

Comme l'industrie automobile, l'industrie aérospatiale peut utiliser l'impression 3D pour créer des prototypes et des pièces. Étant donné que les pièces imprimées en 3D peuvent être légères, ces pièces contribuent à réduire le poids des avions, réduisant à la fois la consommation de carburant et l'impact du vol sur l'environnement. L'impression 3D peut également réduire le besoin de stocker certaines pièces car elles peuvent être produites à la demande, et plusieurs pièces peuvent parfois être condensées en une seule pièce, ce qui rend la production de pièces imprimées en 3D plus rentable. Les pièces courantes qui peuvent être imprimées en 3D comprennent des supports et des fixations métalliques, ainsi que des pièces de substitution qui sont souvent utilisées par la NASA et les bases de l'armée de l'air pour la formation.

Impression 3D dans la construction : types, avantages et utilisations (en effet)

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