Des imprimantes 3D professionnelles, puissantes et abordables

Formlabs s'établit comme la référence du secteur de l'impression 3D professionnelle pour les entreprises du monde entier, avec des imprimantes 3D accessibles et fiables pour le bureau et l'atelier. Faites évoluer votre prototypage et votre production en fonction de vos besoins, en imprimant des pièces haute résolution pour un coût et un encombrement réduit par rapport aux imprimantes 3D industrielles.

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L'imprimante 3D de bureau leader du secteur, avec le procédé Low Force Stereolithography

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Qu'est-ce que l'impression 3D ?

Les procédés d'impression 3D ou de fabrication additive créent des pièces tridimensionnelles à partir de modèles de conception assistée par ordinateur (CAO) en ajoutant successivement du matériau couche par couche jusqu'à ce que la pièce soit réalisée.

Alors que les procédés d'impression 3D existent depuis les années 1980, les récentes avancées en matière de machines, de matériaux et de logiciels ont rendu l'impression 3D accessible à un plus grand nombre d'entreprises, leur permettant d'utiliser des outils jusqu'alors réservés à quelques industries de haute technologie.

Aujourd'hui, les imprimantes 3D de bureau et d'atelier professionnelles et peu coûteuses accélèrent l'innovation et soutiennent les entreprises dans divers secteurs, notamment l'ingénierie, la fabrication, la dentisterie, la santé, l'éducation, le divertissement, la joaillerie et l'audiologie.

Comment fonctionne l'impression 3D ?

Tous les procédés d'impression 3D commencent avec un modèle CAO, envoyé au logiciel pour préparer la conception. Selon le procédé, l'imprimante 3D peut produire la pièce couche par couche en solidifiant de la résine ou en frittant de la poudre. Les pièces sont ensuite retirées de l'imprimante puis traitées pour l'application spécifique.

Découvrez comment passer de la conception à l'impression 3D avec l'imprimante 3D Form 3. Cette vidéo de 5 minutes expose les bases de l'utilisation de la Form 3, depuis le logiciel et les matériaux jusqu'à l'impression et le post-traitement.

 

1. Conception

 

Les imprimantes 3D réalisent des pièces à partir de modèles tridimensionnels, qui sont des représentations mathématiques de surfaces tridimensionnelles quelconques créées à l'aide d'un logiciel de conception assistée par ordinateur (CAO) ou développée à partir de données de scan 3D. Le modèle est ensuite exporté sous forme de fichier STL ou OBJ, lisible par un logiciel de préparation à l'impression.

Les imprimantes 3D comportent un logiciel permettant de spécifier les paramètres d'impression et de découper le modèle numérique en couches qui représentent les sections horizontales de la pièce. Les paramètres d'impression permettent de régler l'orientation, les supports (si nécessaire), l'épaisseur de couche et le matériau. Une fois l'installation terminée, le logiciel envoie les instructions à l'imprimante par une connexion sans fil ou via un câble.

 

2. Impression 3D

 

Certaines imprimantes 3D utilisent un laser pour polymériser la résine liquide en plastique durci, d'autres fondent de petites particules de poudre de polymère à des températures élevées pour fabriquer des pièces. La plupart des imprimantes 3D peuvent fonctionner sans surveillance jusqu'à ce que l'impression soit terminée, et les systèmes modernes remplissent automatiquement le matériau nécessaire pour les pièces à partir de cartouches.

Avec les imprimantes 3D Formlabs, le Dashboard en ligne vous permet de gérer à distance les imprimantes, le matériau et les équipes.

 

3. Post-traitement

 

Selon la technologie et le matériau, les pièces imprimées peuvent nécessiter un rinçage à l'alcool isopropylique (IPA) pour éliminer toute résine non durcie de leur surface, une post-polymérisation pour stabiliser les propriétés mécaniques, une intervention manuelle pour enlever les structures de support ou un nettoyage avec de l'air comprimé ou un jet d'un autre matériau pour enlever l'excès de poudre. Certains de ces processus peuvent être automatisés avec des accessoires.

Les pièces imprimées en 3D peuvent être utilisées directement ou après traitement pour des applications spécifiques. La finition peut se faire par usinage, l'application d'un apprêt ou de peinture, et un type de fixation ou d'assemblage. Souvent, l'impression 3D sert aussi d'étape intermédiaire aux méthodes de fabrication conventionnelles, comme les moules positifs pour les bijoux et les appareils dentaires coulés à la cire perdue, ou encore les moules pour les pièces sur mesure.

Les avantages de l'impression 3D

Comme les procédés de fabrication additive fabriquent des objets en ajoutant du matériau couche par couche, ils offrent un ensemble unique d'avantages par rapport aux procédés de fabrication soustractifs et de mise en forme traditionnels.

Vitesse

Avec les procédés de fabrication traditionnels, cela peut prendre des semaines ou des mois pour recevoir une pièce. L'impression 3D fabrique les modèles CAO en quelques heures, produisant des pièces et des assemblages à partir de modèles conceptuels uniques, de prototypes fonctionnels et même de petites séries pour les essais. Cela permet aux concepteurs et aux ingénieurs de développer des idées plus rapidement et aide les entreprises à mettre leurs produits sur le marché plus rapidement.

Les ingénieurs de l'AMRC se sont tournés vers l'impression  3D pour produire rapidement 500 bouchons de perçage de haute précision utilisés pour des essais d'Airbus, réduisant le délai d'exécution de quelques semaines à seulement trois jours.

Coût

Avec l'impression 3D, il n'y a pas besoin de l'outillage et de l'installation coûteux associés au moulage par injection ou à l'usinage. Le même équipement peut être utilisé du prototypage à la production pour réaliser des pièces avec des formes différentes. Alors que l'impression 3D devient de plus en plus capable de produire des pièces finales fonctionnelles, elle peut compléter ou remplacer les méthodes de fabrication traditionnelles pour une gamme croissante d'applications à faible et moyen volume.

Pankl Racing Systems a remplacé les gabarits et fixations usinés par des pièces imprimées en 3D, ce qui a permis de réduire les coûts de 80 à 90 % et de réaliser des économies de 130 000 €.

Production sur mesure

Qu'il s'agisse de chaussures, de vêtements ou de bicyclettes, nous sommes entourés de produits fabriqués dans des tailles uniformes et limitées, car les entreprises s'efforcent de normaliser les produits pour les rendre économiques à fabriquer. Avec l'impression 3D, seul le design numérique doit être modifié pour adapter chaque produit au client sans frais d'outillage supplémentaires. Cette transformation a d'abord commencé à s'intégrer dans les industries où l'ajustement sur mesure est essentiel, comme la médecine et la dentisterie, mais à mesure que l'impression 3D devient plus abordable, elle est de plus en plus utilisée pour personnaliser en masse des produits de consommation.

Razor Maker™ de Gillette donne aux consommateurs la possibilité de créer et de commander des manches de rasoir imprimées en 3D personnalisées, avec plus de 48 designs différents, une grande gamme de couleurs et la possibilité d'ajouter un texte personnalisé.

Liberté de conception

L'impression 3D peut créer des formes et des pièces complexes, telles que des pièces avec parties surplombantes, des microcanaux et des formes organiques, qu'il serait coûteux, voire impossible de produire avec les méthodes de fabrication traditionnelles. Cela permet de réaliser des assemblages avec moins de pièces afin de réduire le poids, d'alléger les joints faibles et de réduire le temps de montage, ce qui ouvre de nouvelles possibilités de conception et d'ingénierie.

Nervous System a lancé la toute première ligne de bijoux en céramique imprimée en 3D, composée de motifs complexes qu'il serait impossible de fabriquer avec une autre technique céramique.

Risque réduit

Le développement de produits est un processus itératif qui nécessite de multiples séries de tests, d'évaluations et d'améliorations. Trouver et corriger rapidement les défauts de conception peut aider les entreprises à éviter des révisions coûteuses et des changements d'outillage en cours de route. Grâce à l'impression 3D, les ingénieurs peuvent tester en profondeur des prototypes qui ressemblent à des produits finis et dont les performances sont similaires, réduisant ainsi les risques de problèmes d'ergonomie et de fabricabilité avant de passer à la production.

Les développeurs de Plaato, un barboteur transparent pour le brassage à domicile, ont imprimé 1 000 prototypes en 3D pour affiner leur conception avant d'investir dans un outillage coûteux.

Applications et utilisations de l'impression 3D

L'impression 3D accélère l'innovation et soutient les entreprises dans dese secteurs très divers, notamment l'ingénierie, la fabrication, la dentisterie, les soins de santé, l'éducation, les loisirs, les bijoux, l'audiologie, et bien d'autres.

Ingénierie et conception de produits

Le prototypage rapide avec l'impression 3D permet aux ingénieurs et concepteurs de produits de démontrer la faisabilité de leurs idées, de faire évoluer les concepts pour obtenir des prototypes très fidèles, présentant le même aspect et le même fonctionnement que les pièces finales, et de faire passer une séries d'étapes de validation aux produits en vue d'une production de masse.

Applications :

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Production industrielle

Les fabricants automatisent les processus de production et rationalisent les processus de travail en faisant des prototypes des outils et en les imprimant directement en 3D sur mesure, en réalisant des moules et des auxiliaires de fabrication à des prix bien plus bas et en beaucoup moins de temps qu'en production industrielle traditionnelle. Cela permet de réduire les coûts de fabrication et les défauts, d'améliorer la qualité, d'accélérer l'assemblage et d'optimiser l'efficacité de la main d'œuvre.

Applications :

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Dentisterie

La dentisterie numérique réduit les risques et les incertitudes liés aux facteurs humains, apportant plus d'uniformité, d'exactitude et de précision à chaque étape du processus de travail pour offrir de meilleurs soins aux patients. Les imprimantes 3D peuvent produire de nombreux produits et dispositifs sur mesure de haute qualité à faible coût unitaire, avec un meilleur ajustement et des résultats reproductibles.

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Enseignement

Les imprimantes 3D sont des outils multifonctionnels pour l'apprentissage en immersion et la recherche avancée. Elles peuvent favoriser la créativité et proposer aux étudiants des technologies de niveau professionnel, dans le cadre du programme STEAM en science, ingénierie, art et design.

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Santé

L'impression 3D de bureau professionnelle et abordable aide les médecins à fournir des traitements et des dispositifs sur mesure pour mieux soigner chaque patient, ouvrant la voie à des applications médicales avec un fort impact, tout en faisant gagner du temps et de l'argent, des laboratoires aux blocs opératoires.

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Loisirs

Les modèles physiques haute définition sont largement utilisés pour la sculpture, la modélisation de personnages et la fabrication d'accessoires. Des pièces 3D ont été utilisées dans des films en stop motion, des jeux vidéos, des costumes sur mesure et même des effets spéciaux de blockbusters.

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Joaillerie

Les professionnels de la joaillerie utilisent la CAO et l'impression 3D pour réaliser des prototypes de leurs créations pour les faire essayer à leurs clients puis produire de grands lots de pièces prêtes pour le coulage du métal. Les outils numériques permettent de créer des pièces identiques et extrêmement détaillées sans être aussi fastidieux et variables que la gravure de cire.

Applications :

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Audiologie

Les spécialistes de l'audition et les laboratoires d'audioprothèse utilisent les processus de travail numériques et l'impression 3D pour fabriquer des produits auditifs sur mesure toujours de meilleure qualité et en plus grands volumes, notamment des appareils auditifs derrière les oreilles, des protections auditives ainsi que des bouchons d'oreilles et des écouteurs sur mesure.

Applications :

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Types d'imprimantes 3D

Formlabs fournit deux procédés professionnels d'impression 3D, la stéréolithographie et le frittage sélectif au laser, qui permettent aux professionnels du monde entier d'utiliser ces outils de fabrication industrielle puissants et accessibles.

Stéréolithographie (SLA)

Comment fonctionne la stéréolithographie

L'impression 3D en stéréolithographie (SLA) utilise un laser pour polymériser la résine photopolymère liquide en pièces isotropes solides.

Avec le nouveau procédé, le SLA inversé, une plateforme de fabrication est plongée dans un réservoir de résine, ne laissant qu'une mince couche de liquide entre la plateforme et le fond du réservoir. Les galvanomètres dirigent le laser à travers une fenêtre transparente au fond du réservoir de résine, dessinant une section transversale du modèle 3D et durcissant sélectivement le matériau. L'impression s'effectue par couches successives, chacune d'une épaisseur inférieure à cent microns. Les structures de support maintiennent les parties en surplomb ancrés à la plateforme si nécessaire. Lorsqu'une couche est terminée, la pièce est décollée du fond du réservoir, laissant couler de la résine fraîche en dessous, et la plateforme est à nouveau abaissée. Ce processus se répète jusqu'à ce que l'impression soit terminée.

La stéréolithographie est idéale pour :
  • Prototypage rapide
  • Prototypage fonctionnel
  • Modélisation du concept
  • Production de petites séries
  • Applications dentaires
  • Prototypage et moulage à la cire perdue en joaillerie
En savoir plus sur l'impression 3D SLA

Frittage sélectif par laser (SLS)

Comment fonctionne le frittage sélectif au laser

Les imprimantes 3D à frittage laser sélectif (SLS) utilisent un laser haute puissance pour fritter de petites particules de poudre polymère en une structure solide.

La poudre est dispersée en couche mince sur une plateforme à l'intérieur de la chambre de fabrication et l'imprimante préchauffe la poudre à une température juste en dessous du point de fusion de la matière première. Le laser balaie une section transversale du modèle 3D, fusionnant les particules ensemble mécaniquement pour créer une pièce solide. La poudre non fondue supporte la pièce pendant l'opération, ce qui évite d'avoir à lui ajouter des structures de support. La plateforme s'abaisse d'une couche dans la chambre de construction, généralement entre 50 et 200 microns, et un rouleau applique une nouvelle couche de poudre sur le dessus. Le laser balaie ensuite la section suivante et ce processus se répète pour chaque couche jusqu'à ce que les pièces soient complètes.

Le frittage sélectif au laser est idéal pour :
  • Prototypage fonctionnel
  • Pièces finales
  • Fabrication de produits en petite ou moyenne série, ou sur mesure
En savoir plus sur l'impression 3D SLS

Matériaux pour l'impression 3D

Le marché des matériaux d'impression 3D est vaste et en pleine expansion, avec des imprimantes pour tout matériau, des plastiques aux métaux, en passant par les produits alimentaires et les tissus vivants en développement. Formlabs offre la gamme suivante de matériaux photopolymères pour le bureau.

Standard

Les matériaux d'impression 3D standard produisent des pièces de haute résolution, avec des détails fins et un fini de surface lisse, idéal pour le prototypage rapide, le développement de produits et les applications générales de modélisation.

Ces matériaux sont disponibles en noir, blanc et gris avec un fini mat et un aspect opaque, ainsi que transparent pour toutes les pièces nécessitant d'être translucides, et le Color Kit permet d'obtenir presque toutes les couleurs personnalisées.

Découvrez les matériaux d'impression 3D standard

Ingénierie

Les matériaux d'impression 3D pour l'ingénierie, la fabrication et la conception de produits, sont formulés pour offrir des fonctionnalités avancées, résister à des essais exhaustifs, fonctionner sous contrainte et rester stables dans le temps.

Les résines techniques sont idéales pour l'impression 3D de modèles conceptuels et de prototypes solides et précis afin d'itérer rapidement la conception, d'évaluer la forme et l'ajustement, et d'optimiser les processus de fabrication.

Découvrez les matériaux techniques d'impression 3D

Dentisterie

Les résines dentaires permettent aux laboratoires et aux cabinets dentaires de fabriquer rapidement et à moindre coût toute une gamme de produits dentaires en interne, et notamment des modèles dentaires, des guides chirurgicaux biocompatibles, des gouttières et des modèles pour le thermoformage d'aligneurs et de gouttières orthodontiques.

Découvrez les matériaux d'impression dentaire 3D

Joaillerie

Les résines de joaillerie sont formulées pour capturer des détails incroyables et créer des bijoux personnalisés de façon rentable. Ces résines sont idéales pour le prototypage et le moulage de bijoux, ainsi que pour le caoutchouc vulcanisé et le moulage RTV.

Découvrez les matériaux d'impression 3D de joaillerie

Céramique

Ce matériau expérimental repousse les limites de l'impression 3D. Ceramic Resin est conçue pour imprimer des pièces en impression 3D présentant un fini semblable à celui de la pierre. Les pièces après cuisson sont en céramique véritable. Il permet de réaliser des pièces en céramique pour la recherche en ingénierie ou la réalisation de créations d'art et de design uniques.

Découvrez les matériaux d'impression 3D en céramique

Coûts d'impression 3D et retour sur investissement

Ces dernières années, les imprimantes 3D industrielles haute résolution sont devenues plus abordables, intuitives et fiables. Par conséquent, la technologie est maintenant accessible à un plus grand nombre d'entreprises. Lisez notre guide détaillé sur les coûts de l'impression 3D ou essayez notre outil interactif pour voir si cette technologie est rentable pour votre entreprise.

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Notions de base sur l'impression 3D et FAQ

Vous ne connaissez pas encore l'impression 3D ? Explorez nos guides pour connaître les termes clés et les caractéristiques spécifiques de l'impression 3D afin de trouver la meilleure solution pour votre entreprise.

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