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25 cas d'utilisation (inattendue) de l'impression 3D

Il y a plusieurs années, le battage médiatique autour du secteur de l'impression 3D était impressionnant. Les commentateurs annonçaient l'avènement d'une technologie capable de révolutionner tous les secteurs, de la médecine à la fabrication en passant par le développement de produits. Les possibilités offertes étaient indéniables malgré la jeunesse de la technologie et le nombre relativement restreint d'utilisations viables à ce moment.

Depuis, les technologies d'impression 3D ont continuer à mûrir et nous avons vu naître des outils d'impression 3D d'abord accessibles à quelques secteurs high-tech, puis utilisables par un nombre de plus en plus grand d'entreprises.

Téléchargez ce document infographique complet pour connaitre les changements du secteur de la fabrication additive cette dernière décennie.

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L'impression 3D, aussi appelée fabrication additive, crée des composants en trois dimensions à partir de modèles CAO. Elle copie le processus biologique en ajoutant des couches successives de matériau pour créer une pièce physique. L'impression 3D vous permet de produire des formes fonctionnelles tout en utilisant moins de matériau que des procédés de fabrication traditionnels.

La plus grande disponibilité de l'impression 3D fait qu'un très grand nombre de secteurs commencent à sentir son effet. Alors que le processus de travail d'impression 3D permet à des individus et des entreprises de prendre le contrôle de la conception et de la fabrication de leurs produits, de plus en plus de cas d'utilisation émergent.

Consultez ce document pour connaître 25 cas d'utilisation de l'impression 3D, souvent inattendus, qui montre l'étendue des applications possibles de cette technologie.

Fabrication et ingénierie

1. Automobiles

Le secteur automobile a exploité le potentiel de l'impression 3D depuis des décennies. L'impression 3D est extrêmement utile en prototypage rapide et s'est avérée capable de réduire de façon importante les délais de conception et de production pour des nouveaux modèles de véhicules.

L'impression 3D a également élargi le processus de travail de production industrielle au sein du secteur. Des porte-pièces, des fixations et d'autres outils sur mesure nécessaires à la fabrication d'une seule pièce du véhicule, et tout particulièrement pour des machines hautement performantes, requéraient auparavant toute une panoplie d'outils sur mesure, augmentant les coûts et la complexité du processus global.

L'impression 3D permet de fabriquer directement ces porte-pièces et autres pièces de petit volume destinés à la ligne de production. En intégrant les technologies d'impression 3D, les constructeurs peuvent réduire les délais de réalisation de 90 %. L'introduction de la production en interne a amélioré l'efficacité et la rentabilité de l'ensemble du processus de fabrication.

À l'une des usines de Pankl Racing Systems, des ingénieurs utilisent des porte-pièces imprimés en 3D pour fabriquer des engrenages de moto.

À l'une des usines de Pankl Racing Systems, des ingénieurs utilisent des porte-pièces imprimés en 3D pour fabriquer des engrenages de moto.


 

La qualité du processus numérique continuant à s'améliorer avec les matériaux et le coût continuant à baisser, de plus en plus de pièces imprimées en 3D apparaissent dans les véhicules, ce qui permet d'élargir les possibilités de conception personnalisée et d'obtenir de meilleures performances. Une prochaine étape sera l'impression en 3D de véhicules complets, sur laquelle travaillent déjà certaines entreprises.

2. Joaillerie

L'impression 3D suscite une véritable révolution de la conception en joaillerie. La création de pièces imprimée en 3D, qui ressemblent par leur aspect et leur toucher à des bijoux fabriqués à la main ou moulés, a longtemps été un défi. Pourtant, grâce aux dernières avancées en matière de programmes de modélisation 3D spécialisés et haut de gamme, et l'offre croissante de matériaux, de plus en plus de joailliers préfèrent maintenant la modélisation 3D et l'impression de leurs pièces à la méthode artisanale traditionnelle.

Les imprimantes 3D en joaillerie réalisent des pièces en résine ou en cire, à partir du modèle 3D conçu par le joaillier. Les modèles numériques sont faciles à modifier, ce qui rend le prototypage des bijoux par impression 3D incroyablement pratique et peu coûteux.

L'expérience d'achat d'un bijou devient donc plus tactile et les clients peuvent essayer des prototypes à la création desquels ils ont participé et vérifier leur aspect et leur toucher avant d'acheter.

Le modèle final peut être alors imprimé en 3D et moulé, en suivant le même processus de travail qu'en joaillerie traditionnelle. Les résultats peuvent être très étonnants :

Bijoux moulés à l'aide de modèles imprimés en 3D par stéréolithographie (SLA).

Bijoux moulés à l'aide de modèles imprimés en 3D par stéréolithographie (SLA).

Avec le processus numérique venant complémenter les méthodes de production traditionnelles et le nombre croissant de nouveaux concepteurs disposant de compétences de CAO ou de FAO, la joaillerie sur mesure devient rapidement plus accessible et permet aux joailliers et aux revendeurs d'instaurer des relations plus étroites avec leurs clients.

3. Relocalisation

Un outil aussi puissant que l'impression 3D dans la modification des méthodes de conception et de production ne pouvait que perturber la production industrielle. Mais dans ce secteur, il était plus difficile de se rendre compte des avantages potentiels qu'apporterait l'adoption de l'impression 3D.

L'un d'entre eux est la relocalisation de la production industrielle. Les dernières décennies ont vu le déclin de la production aux États-Unis, les entreprises déplaçant la fabrication à l'étranger, pour profiter des coûts de main d'œuvre plus bas. La raison commerciale en était évidente, « un outil fabriqué en Chine ou au Vietnam revient de 10 000 à 50 000 $ moins cher que s'il est fabriqué aux États-Unis. »

La délocalisation présente néanmoins des inconvénients au niveau des processus de conception et de production. Les délais de réalisation sont généralement longs et l'importation est coûteuse et non écologique.

L'impression 3D, avec sa capacité à produire des pièces plus complexes, peut redonner de l'attractivité à la relocalisation. La production en interne redevient viable grâce à son utilité en conception, sa capacité à réduire drastiquement les délais de production et à augmenter l'efficacité.

4. Pièces détachées et de rechange

Perdre ou casser une pièce d'un produit ou d'un appareil peut avoir des conséquences ennuyeuses, voire dramatiques.

L'impression 3D sonne la fin de l'obligation de payer un prix exorbitant pour des réparations ou de devoir jeter un appareil encore en bon état, en permettant aux consommateurs de fabriquer des pièces détachées et de rechange.

Des ingénieurs à Ashley Furniture ont utilisé l'impression 3D pour remplacer une bague de retenue à vide pour une perceuse point à point.

Des ingénieurs à Ashley Furniture ont utilisé l'impression 3D pour remplacer une bague de retenue à vide pour une perceuse point à point. Au lieu de racheter l'ensemble pour 700 $, ils ont pu scanner la géométrie de la pièce en 3D et imprimer une pièce de rechange pour 1 $.


 

Le processus numérique évite aux fabricants le stockage coûteux de pièces de rechange rarement commandées, et donne une chance aux consommateurs de disposer de pièces détachées même si elles ne sont plus fabriquées.

5. Aérospatiale

Minimiser le poids pour réaliser des économies considérables a été la première raison de l'utilisation de l'impression 3D dans le secteur de l'aérospatiale. La réduction de volume requise par la fabrication par impression 3D des composants d'une pièce conduit à une réduction globale du poids de la pièce. Ce changement au niveau de la production, apparemment anodin, a un effet positif sur la charge utile du vaisseau, ses émissions, sa consommation de carburant, sa vitesse et sa sécurité, et réduit les déchets tout au long de la production. Comme dans bien d'autres domaines, le processus de travail permet la production de composants simplement trop complexes à fabriquer par des méthodes traditionnelles.

Des ingénieurs GE ont imprimé en 3D une buse à carburant et ont réussi à combiner 20 pièces en une seule unité pesant 25 % de moins que les modèles précédents et cinq fois plus durable. (Source : GE)

Des ingénieurs GE ont imprimé en 3D une buse à carburant et ont réussi à combiner 20 pièces en une seule unité pesant 25 % de moins que les modèles précédents et cinq fois plus durable. (Source : GE)


 

Les concurrents de GE, Boeing et Airbus ont reconnu la valeur de l'impression 3D et intègrent déjà des milliers de pièces imprimées en 3D dans leurs vaisseaux.

6. Lunettes et lunetterie

Du fait de la diversité des formes de visage à laquelle elle doit répondre, la lunetterie est également un secteur qui peut clairement bénéficier de la capacité illimitée de personnalisation qu'offre l'impression 3D. De nouveaux modèles de lunettes visant à optimiser le confort et la qualité peuvent ici aussi être rapidement prototypés en 3D et produits à coût moindre et de façon très pratique pour le client.

Les modèles sont plus légers, plus confortables et les déchets sont minimaux. Tirant profit des caractéristiques de la production par impression 3D, certaines marques du secteur encouragent leurs clients à concevoir leur propres lunettes, ce qui est excellent pour la fidélité à la marque et donne plus de place aux consommateurs.

7. Chaussures

Le secteur des chaussures de sport a depuis longtemps eu recours à la technologie pour optimiser les performances de leurs produits, et les options de personnalisation se multiplient comme jamais avec le processus numérique.

Concepts de chaussures avec semelles conçues sur mesure par New Balance.

Concepts de chaussures avec semelles conçues sur mesure par New Balance.


 

De grandes marques comme New Balance, Adidas et Nike ont reconnu la puissance de la fabrication additive et cherchent à produire en masse des semelles intermédiaires sur mesure fabriquées en matériaux d'impression 3D. Ici comme dans les autres secteurs, le processus numérique viendra en renfort des méthodes de fabrication traditionnelles. La fabrication des composants essentiels et hautement personnalisés de chaque produit sera confié à l'impression 3D et le reste aux méthodes traditionnelles.

Dans ce domaine où la clientèle est passionnée, l'impression 3D va permettre aux clients de participer directement. Ils pourront concevoir eux-mêmes leurs chaussures pour leur propre usage mais aussi pour d'autres personnes. Les marques sont déjà en train d'exploiter le potentiel viral de cet aspect de l'impression 3D.

8. Mode et vêtements intelligents (dans un proche avenir)

Un domaine dans lequel le potentiel commercial et artistique de l'impression 3D sera probablement percutant est celui de la mode et des vêtements intelligents. La palette des matériaux et textiles utilisables par le processus de travail 3D va mettre à disposition des designers une gamme immense de nouvelles possibilités.

Non seulement l'impression 3D va modifier la production de textiles, mais elle va aussi en permettre la création de nouveaux, qui seront par exemple à l'épreuve des balles, du feu et capables de retenir la chaleur. Cette branche particulière du processus 3D nécessite encore des améliorations, mais, dans un futur proche, nous allons voir sortir des musées et des maisons de haute couture des vêtements imprimés en 3D, vendus dans des boutiques.

Des artistes se sont également servis de vêtements intelligents imprimés en 3D, en tant que « sculpture personnalisée, portable, à base de données numériques ».

9. Modélisme

La réalisation de maquettes est une autre niche pour laquelle le processus de travail en 3D convient parfaitement. Là où des reproductions réalistes étaient pratiquement impossibles à réaliser ou excessivement coûteuses, la qualité des détails et des finitions des procédés d'impression 3D ont permis de produire des modèles détaillés miniatures et à l'échelle plus facilement et à un coût plus faible.

La CAO peut complètement simplifier des modélisations autrefois extrêmement complexes, en permettant aux ingénieurs de simplement rétro-concevoir des structures aussi complexes qu'un moteur ou une fusée SpaceX à partir de scans en 3D.

La production en interne que permet le processus numérique a lancé une activité économique tournant autour du modélisme sur mesure, sur un marché traditionnellement de niche. Par exemple, l'intégration poussée des procédés d'impression 3D par DM'Toys leur a permis d'une part de déstabiliser le marché européen de maquettes de trains existant de longue date, et, d'autre part, de satisfaire la clientèle plus rapidement et à des prix plus faibles.

L'impression 3D est idéale pour créer des miniatures et des maquettes à l'échelle, réalistes et détaillées.

 

L'impression 3D est idéale pour créer des miniatures et des maquettes à l'échelle, réalistes et détaillées.


 

Santé

10. Audiologie

La polyvalence et le haut niveau de personnalisation rendus possibles par l'impression 3D expliquent sa grande utilité dans les domaines de la médecine. Nous avons déjà assisté aux débuts de la transformation du domaine de l'audiologie, les spécialistes de l'audition et les laboratoires d'audioprothèses l'ayant utilisée pour fabriquer de grands volumes de produits sur mesure, tels que des appareils auditifs, des protections auditives et des écouteurs, et ce, depuis des années.

L'impression 3D convient parfaitement à l'audiologie parce qu'elle offre des possibilités de personnalisation sans coût supplémentaires, ce qui s'avérait complexe et coûteux avec les méthodes traditionnelles.

Avec la baisse des coûts, nous assistons à l'émergence de nouveaux produits destinés aux consommateurs comme les écouteurs sur mesure. Pour cela, rien de plus simple : entrez dans une boutique, demandez un scan de vos oreilles et vos écouteurs sont imprimés en 3D sur place.

De même qu'en joaillerie, l'impression 3D peut produire de nombreux modèles complexes à faibles coûts et en réduisant le délai de réalisation. Et tout peut se gérer à partir d'une imprimante de petite taille, pouvant tenir sur un bureau. Les audiologistes ont vu les coûts de fabrication diminuer et leurs besoins de sous-traitance réduits (essentiel pour des petites entreprises).

Une paire d'écouteurs moulés sur mesure produit avec la technique d'impression 3D Formlabs.

Une paire d'écouteurs moulés sur mesure produit avec la technique d'impression 3D Formlabs.


 

Les clients vont être les premiers bénéficiaires, car l'extrême précision de leurs dispositifs d'audiologie sur mesure imprimés en 3D permet d'atteindre des niveaux de confort et de spécialisation des appareils intra-auriculaires jamais atteints.

11. Dentisterie

La dentisterie a également été l'un des utilisateurs les plus notables de l'impression 3D. En fait, les plaques occlusales transparentes, thermoformées sur des moules imprimés en 3D, sont probablement l'exemple d'utilisation de l'impression 3D le plus réussi jusqu'à maintenant.

Réaliser des produits dentaires de qualité élevée et constante à un prix abordable s'est avéré difficile, en raison de la spécificité de chaque cas et l'éventualité importante d'erreurs humaines. Les processus numériques en dentisterie apportent désormais des possibilités d'amélioration de la précision et de l'exactitude, et de constance en qualité. Les techniciens peuvent obtenir des données bien meilleures grâce à la numérisation d'impression intraorale, ce qui facilite la réalisation de modèles reproductibles par impression 3D et améliore l'efficacité, au niveau du cabinet comme du laboratoire dentaire.

Les imprimantes 3D dentaires utilisent surtout des procédés d'impression 3D à base de résine, comme la stéréolithographie (SLA) ou le traitement numérique de la lumière (DLP). Elles permettent de réaliser rapidement, avec une précision améliorée et à moindre coût, toutes sortes de dispositifs de soins, tels que des guides chirurgicaux, des modèles dentaires, des moules pour plaque occlusale transparente, des prothèses dentaires, ou encore des modèles pour moulage de couronnes et de bridges.

Il en résulte que le client dispose d'une pléthore de produits dentaires qui fonctionnent et s'ajustent mieux, et sont mieux acceptés par le patient d'un point de vue clinique. Le temps gagné avec le processus de travail optimisé augmente le volume de production, diminue le coût lié aux matériaux et améliore les résultats au niveau des patients.

Un ensemble de produits dentaires fabriqués par la technique d'impression 3D stéréolithographique.

 

Un ensemble de produits dentaires fabriqués par la technique d'impression 3D stéréolithographique.


 

12. Prothèses

L'effet de l'impression 3D ne se limite pas à l'amélioration des processus de travail ou la réduction du temps de prototypage. Elle peut complètement changer des vies. 30 millions de personnes ont besoin de membres artificiels et d'appareils orthopédiques, et l'impression 3D donne l'espoir de fournir de nouvelles solutions contournant les obstacles de coût et de spécifications rencontrés jusqu'alors.

On déplore une pénurie de prothèses au niveau mondial par rapport à la demande. Les délais et les coûts financiers d'acquisition d'une prothèse peuvent s'avérer prohibitifs surtout en raison du haut niveau de personnalisation et de demande, par exemple dans les pays en développement. S'ils ne sont pas fabriqués selon les spécifications des patients, les prothèses et les appareils orthopédiques peuvent les gêner plus qu'ils ne les aident.

L'impression 3D peut constituer une alternative moins coûteuse qui, comme de nombreuses avancées similaires en médecine additive, peut contribuer à une thérapie mieux adaptée aux besoins du patient. Le moindre prix et la capacité de personnalisation des techniques d'impression 3D peut profondément améliorer la qualité de vie de ceux qui souffrent de blessures ou d'invalidité, comme en témoigne l'histoire de ce père et de son fils.

Les orthèses peuvent être adaptées spécifiquement aux besoins de chaque patient grâce à l'impression 3D.

13. Chirurgie

L'impression 3D peut également faire toute la différence à des moments-clés en chirurgie. Les docteurs peuvent scanner le patient avant l'opération et fabriquer des modèles anatomiques personnalisés imprimés en 3D afin de planifier et de pratiquer l'intervention chirurgicale.

Par exemple, des chercheurs de l'hôpital universitaire de Lübeck ont réduit les risques durant les opérations en utilisant des artères imprimées en 3D. Ailleurs, des fournisseurs de matériel de santé ont doublé la mise sur l'impression 3D pour offrir rapidement des modèles chirurgicaux réalistes imprimés en 3D.

Dans certains cas d'opérations, l'impression 3D a permis d'améliorer de façon déterminante les pratiques existantes, comme par exemple la précision dans l'évaluation de l'état d'un organe en temps réel par des caméras. En combinant certains aspects du processus numérique avec l'usage de l'ingénierie assistée par ordinateur et la visualisation des données, des docteurs ont pu générer des objets précisément modélisés et travailler à des niveaux de précision et de soin accrus à l'endroit du traitement.

L'impression 3D a permis de réaliser des interventions autrefois impossibles. Le remplacement d'une mâchoire supérieure ou d'une vertèbre atteinte de cancer, la fabrication d'un crâne ont été réalisés avec succès, alors que ces opérations étaient impensables avant l'avènement de l'imagerie et de l'impression 3D.

Un modèle du pied d'un patient, imprimé en 3D à partir des spécifications, utilisés pour préparer des praticiens à des cas complexes.

Un modèle du pied d'un patient, imprimé en 3D à partir des spécifications, utilisés pour préparer des praticiens à des cas complexes.

14. Organes imprimés en 3D (à l'avenir)

La technique d'impression 3D s'est beaucoup développée ces dernières années, mais bien plus d'usages à fort impact et apparemment improbables sont en cours de développement. L'impression d'organes en est un.

Être capable de fabriquer des organes est l'un des rêves des scientifiques qui travaillent en médecine régénérative depuis des décennies. Bien qu'à ses débuts, l'utilisation du processus de travail en 3D pour produire un tissu organique acceptable pour la transplantation commence à porter ses fruits. Les laboratoires comme Organovo et bien d'autres start-ups dans le monde ont fait de la création de tissu hépatique par impression 3D une recherche prioritaire.

Les centres de fabrication d'organes axés sur la pratique de la bio-impression, une branche spécialisée de l'impression 3D, prélèvent des cellules sur des donneurs, les transforment en encre bio, puis les déposent en couches et les cultivent dans des tissus matures prêts à être implantés.

Les avantages potentiels d'utilisation de la technique d'impression 3D pour fournir des organes à transplanter sont incalculables. De plus, cela peut préparer des avancées encore plus importantes en médecine régénérative en offrant de nouveaux moyens de concevoir et d'essayer des médicaments en toute sécurité pour soigner des maladies des organes et éviter d'avoir à réaliser des transplantations.

Construction

15. Architecture

Ce secteur étant déjà fondé sur la conception géométrique, le prototypage et la modélisation, il est prêt à tirer d'énormes avantages des avancées dans la technique d'impression 3D. Nous avons constaté la capacité du processus de travail en 3D à produire un modèle architectural complexe dans tous ses détails, améliorant ainsi la phase de modélisation 3D de la conception architecturale.

En plus du gain de temps pendant la production du modèle, le processus numérique permet aux architectes d'anticiper les effets de certaines caractéristiques de conception avec plus de certitude. Un architecte peut par exemple mesurer avec plus de précision le flux de lumière à travers la structure en observant un modèle fabriqué avec plus de choix de matériaux.

La grande qualité de la présentation d'un modèle si exact fait de l'impression 3D un outil commercial redoutable pour des entreprises qui cherchent à gagner des projets et de commissions en démontrant les caractéristiques de leur conception.

Un modèle numérique d'un plan architectural à côté de la maquette à l'échelle fabriquée par impression 3D.

Un modèle numérique d'un plan architectural à côté de la maquette à l'échelle fabriquée par impression 3D.


 

Art

16. Sculptures

Le boom de la fabrication additive dans l'art a pris quelques décennies à se développer et les techniques d'impression 3D se sont infiltrées progressivement dans diverses branches artistiques pour réaliser des œuvres grand public mais aussi des sculptures dignes du Smithonian.

Associée à des systèmes de numérisation photographique en 3D pour la création de pièces artistiques, l'impression 3D donne de nombreuses possibilités aux clients. Ces avancées confèrent aux artistes comme aux clients une puissance créative toute nouvelle. Ils peuvent produire, à des niveaux de détail élevés, tout ce qu'ils imaginent et conçoivent.

17 Films et effets spéciaux

L'impression 3D a déjà été intégrée à la production des films d'Hollywood et est largement utilisée pour réaliser des effets spéciaux et des costumes.

Alors que la réalisation des créatures de film les plus fantastiques nécessitait auparavant un travail artisanal méticuleux, la pression toujours plus forte des délais de plus en plus courts à laquelle est soumis maintenant le secteur cinématographique exigeait une méthode plus rapide de création des effets spéciaux. Les studios d'effets spéciaux comme Aaron Sims Creative utilise maintenant une approche hybride, où le processus numérique vient améliorer les effets spéciaux pratiques, afin de créer de nouvelles opportunités de collaboration et réduire les délais de réalisation de nouvelles idées.

Voici, vu des coulisses, comment Aaron Sims Creative (ASC) a utilisé l'impression 3D pour créer le monstre de Stranger's Things.

18. Danse et musique

Le potentiel artistique de l'impression 3D ne se limite pas à l'art physique. Elle a aussi la capacité d'apporter des dimensions totalement nouvelles à la danse ou à la musique.

Les « instruments » de technologie portable, imprimés en 3D élaborés par Joseph Malloch et Ian Hattwick à l'université McGill en sont un exemple. À l'aide de techniques de capteur avancées, ils transforment le mouvement, l'orientation et le toucher en musique.

19. Instruments de musique

L'impression 3D peut même faire évoluer des secteurs qui stagnaient dans un paradigme figé depuis des années, voire des siècles.

La fabrication des violons, par exemple, n'a pas évolué pendant plusieurs siècles. C'est un processus entièrement manuel réalisé par des maîtres luthiers parce que la fabrication automatisée n'a pas réussi à produire un instrument qui présente la qualité requise de finition.

C'est la précision dans les détails qui a permis à l'impression 3D d'ébranler ce secteur bien établi.

Brian Chan, ingénieur à Formlabs, a réalisé un violon acoustique complètement fonctionnel avec la White Resin de Formlabs. Le réalisme n'était pas seulement dans sa finition mais dans sa fonctionnalité.

La personnalisation et la spécialisation d'instruments de musique s'étant avérée coûteuse de par le passé, les capacités de l'impression 3D à rendre possibles de nouveaux modèles de grande valeur peuvent amener des changements essentiels sur ce marché, et éventuellement l'apparition de tous nouveaux instruments.

20 Restauration artistique

La numérisation 3D, la CAO et l'impression 3D ont été utilisées pour restaurer des œuvres de quelques-uns des artistes les plus fameux de l'histoire comme Michel-Ange et Léonard de Vinci et leur redonner leur gloire passée.

Après évaluation de l'état actuel d'une œuvre, elle peut être numérisée et modélisée. L'éventualité d'une mauvaise interprétation est réduite en se basant sur des pièces existantes pour réaliser la restauration appropriée. Les restaurateurs ont à leur disposition une foule de données sur les problèmes éventuels, ainsi que les améliorations, la documentation, le dessin des formes et la restauration.

Sur ce reliquaire fabriqué avec plusieurs matériaux, les pièces reconstruites par impression 3D ne sont visibles que sous UV.

Sur ce reliquaire fabriqué avec plusieurs matériaux, les pièces reconstruites par impression 3D ne sont visibles que sous UV.

En raison de la complexité des éléments impliqués et le manques de techniques de restauration sûre, de nombreuses tentatives ont été considérées comme impossibles et abandonnées. Aujourd'hui, grâce à la procédure numérique, des restaurations multi-matériaux incroyablement compliquées sont devenus réalisables, comme celle-ci, entreprise par le Museo Tesoro dei Granduchi, à Florence.

Recherche

21. Criminalistique

L'impression 3D présente autant d'utilité en reconstruction qu'en production. Le travail d'un portraitiste judiciaire est souvent rendu difficile par le manque d'indices. Les techniques numériques peuvent s'avérer extrêmement utiles dans les enquêtes judiciaires et venir en aide aux portraitistes pour reconstituer des modèles précis de personnes ou de victimes.

Dans ce cas, la procédure numérique consiste à transformer des scans obtenues par tomographie calculée par ordinateur en impressions 3D afin d'aider à l'identification. Par exemple, lorsque les enquêteurs ne trouvent comme indice qu'un morceau de crâne, une imprimante peut modéliser et recréer l'échantillon complet.

Des reconstitutions de l'aspect de victimes de crime ont déjà joué un rôle essentiel dans le domaine de la justice, prouvant une fois de plus l'utilité de l'impression 3D, au-delà des considérations relatives à la conception ou à l'efficacité en production.

22. Paléontologie

L'impression 3D va réjouir les paléontologues en les aidant à compléter des squelettes de dinosaures par reconstitution d'os manquants difficiles à retrouver.

L'équipe du musée Smithsonian en a fait l'expérience récemment et a imprimé les os manquants d'un T-Rex selon ses exactes spécifications. Le processus de travail 3D a permis à l'équipe de faire des essais, nombreux et en toute sécurité, à l'aide du logiciel de modélisation, a fait gagner du temps et réduit les risques quant à l'intégrité du squelette.

Cas d'utilisation dans un futur proche

Compte tenu de la rapidité du développement des capacités de l'impression 3D au cours de cette dernière décennie, certains des usages du processus numérique parmi les plus inattendus et spectaculaires, bien qu'encore impossibles, se concrétiseront probablement.

23. Habitat et construction

L'impression 3D de bureau se limite à la production de petits objets, alors que le processus additif à l'échelle de la production peut produire des composants fonctionnels bien plus grands. Ces dernières années, diverses initiatives ont été lancées pour créer des maisons et d'autres structures plus grandes produites entièrement par impression 3D, ouvrant de nouvelles perspectives dans le domaine de la construction et du logement durables.

La technique d'impression 3D donne toute liberté aux architectes au niveau de la forme, même avec des matériaux de construction moins malléables comme le béton. De façon plus générale, elle permet de construire des maisons durables et efficaces en énergie, qui respecte également les normes de confort modernes. La construction deviendrait ainsi complètement sans pertes et présenter des coût de services publics très bas.

En février 2019, la société texane Sunconomy annonçait des plans pour vendre la première maison au monde complètement imprimée en 3D. Elle ressemblerait à ceci.

MX3D utilise un processus numérique multiaxial pour imprimer un pont en acier inoxydable qui sera installé sous peu au-dessus du canal Oudezijds Achterburgwal canal à Amsterdam. (Source : MX3D)

MX3D utilise un processus numérique multiaxial pour imprimer un pont en acier inoxydable qui sera installé sous peu au-dessus du canal Oudezijds Achterburgwal canal à Amsterdam. (Source : MX3D)

 

24. Recréer l'histoire

La perte de monuments historiques est accablante parce qu'il semble qu'on ne pourra les reconstruire. La destruction de plusieurs sites historique syriens, comme l'ancienne cité de Palmyre aux mains de l'État islamique, a été ressenti comme une perte irréversible. Des avancées de l'impression 3D vont nous permettre sous peu de les reconstituer et leur redonner leur gloire passée.

Dans le cadre du projet The Million Image Database, une campagne est en cours qui vise à recréer les ruines de Palmyre grâce à l'impression 3D. Des modèles 3D du site, assemblés à partir de photographies pour générer des reconstructions fidèles, en détails et à l'échelle. Tout aussi promettrices, ces mêmes techniques de modélisation peuvent aussi servir à prévenir la perte de grandes œuvres d'art.

À l'avenir, l'impression 3D n'aura pas seulement un effet de transformation de la production et de la conception, mais sera aussi capable de jouer un rôle important au niveau international et historique.

25. Une nouvelle course à l'espace

Avec une barrière à l'entrée parmi les plus hautes de tous les secteurs industriels du monde, le voyage dans l'espace peut devenir l'un des domaines d'innovation les plus surprenants de l'impression 3D.

La start-up Relativity du secteur de l'aérospatiale a fait des essais de fabrication additive de moteurs de fusée en aluminium. Si cette application est un succès, elle va nettement réduire les coûts et les difficultés pratiques du voyage dans l'espace, ouvrant la voie à une nouvelle activité économique au potentiel de croissance énorme.

Le vaisseau SpaceX’s Crew Dragon, équipé de moteurs SuperDraco imprimés en 3D, a effectué son premier vol en mars 2019. (Source : SpaceX)

Le vaisseau SpaceX’s Crew Dragon, équipé de moteurs SuperDraco imprimés en 3D, a effectué son premier vol en mars 2019. (Source : SpaceX)


 

Le choix de l'impression 3D par SpaceX a été motivé par l'aptitude présentée par cette technologie de réduire les coûts et les déchets, mais aussi de conserver la flexibilité du processus de production. Il a été prouvé que la chambre à combustion du moteur, également fabriquée par impression 3D, présentait une résistance, une ductilité et une résistance à la rupture supérieure aux matériaux conventionnels.

L'impression 3D à même été utilisée dans l'espace. La NASA s'est servi d'une imprimante 3D pour fabriquer une clé à cliquet à bord de la Station spatiale internationale, le premier objet de ce type fabriqué dans l'espace.

Des possibilités infinies

Visualiser des changements apportés par l'impression 3D dans la manière dont les objets sont fabriqués ne demandent plus les mêmes prouesses d'imagination que dans le passé. Les processus de travail se sont développés ces dernières années et ont pris pied dans plusieurs secteurs, et nous commençons à constater leur potentiel révolutionnaire.

Le public interagit de plus en plus avec les produits finis fabriqués par impression 3D des secteurs de la dentisterie aux biens de consommation en passant par la santé, l'architecture et la production industrielle.

L'impression 3D accroissant la durabilité en réduisant les déchets de la production traditionnelle, ainsi que les délais et les coûts, tout en permettant aux consommateurs de se rapprocher des produits qu'ils souhaitent, son expansion ne peut que continuer.

En savoir plus sur l'impression 3D en interne