L’impression 3D a de nombreuses applications. Dans les domaines de la fabrication, de la médecine, de l’architecture et de l’art et du design sur mesure. Certaines personnes utilisent des imprimantes 3D pour créer davantage d’imprimantes 3D. Dans le scénario actuel, le processus d’impression 3D a été utilisé dans les secteurs de la fabrication, de la médecine, de l’industrie et des sociétés, ce qui permet à l’impression 3D de devenir une technologie commerciale performante.
Applications de fabrication
L’impression tridimensionnelle rend la création d’objets uniques aussi économique que celle de produire des milliers, ce qui nuit aux économies d’échelle. Cela pourrait avoir un impact aussi profond sur le monde que l’avènement de l’usine… Tout comme personne n’aurait pu prédire l’impact de la machine à vapeur en 1750 – ni de la presse à imprimer en 1450, ni du transistor en 1950 – est impossible de prévoir l’impact à long terme de l’impression 3D. Mais la technologie approche et risque de perturber tous les domaines concernés.
Les technologies AM ont trouvé des applications à partir des années 1980 dans le développement de produits, la visualisation de données, le prototypage rapide et la fabrication spécialisée. Leur expansion dans la production (production d’emplois, production en série et fabrication distribuée) s’est développée depuis des décennies. Les rôles de production industrielle dans les industries métallurgiques ont atteint une échelle significative pour la première fois au début des années 2010. Depuis le début du XXIe siècle, les ventes de machines AM ont fortement augmenté et leur prix a considérablement baissé. Selon Wohlers Associates, une société de conseil, le marché mondial des imprimantes et des services 3D représentait 2,2 milliards de dollars en 2012, en hausse de 29% par rapport à 2011. McKinsey prédit que la fabrication additive pourrait avoir un impact économique de 550 milliards de dollars par an d’ici 2025. Il existe de nombreuses applications pour les technologies AM, y compris l’architecture, la construction (AEC), le design industriel, l’automobile, l’aérospatiale, le militaire, le génie, les industries dentaire et médicale, la biotechnologie (remplacement du tissu humain), la mode, la chaussure, la bijouterie, la lunetterie, l’éducation, les systèmes d’information géographique, la nourriture et de nombreux autres domaines.
Les premières applications de la fabrication additive se situent dans la salle des outils. Par exemple, le prototypage rapide était l’une des premières variantes additives et sa mission était de réduire les délais et les coûts de développement de prototypes de nouvelles pièces et de nouveaux dispositifs, ce qui n’était auparavant effectué qu’avec des méthodes soustractives utilisées dans les salles d’outils telles que le fraisage et le tournage cnc. rectification de précision, bien plus précise que l’impression 3d avec une précision jusqu’à 0,00005 « et la création de pièces de meilleure qualité plus rapidement, mais parfois trop chère pour des pièces prototypes de faible précision. Cependant, avec les avancées technologiques en matière de fabrication additive et leur diffusion dans le commerce Dans le monde, les méthodes additives avancent de plus en plus dans la production de manière créative et parfois inattendue. Certaines parties, qui étaient auparavant l’unique province des méthodes soustractives, peuvent maintenant être rendues plus rentables par le biais de méthodes additives. La technologie RepRap permet au même appareil d’effectuer une fabrication additive et soustractive en échangeant des données magnétiques. têtes d’outil montées.
Fabrication additive dans le nuage
La fabrication additive combinée aux technologies de cloud computing permet une production distribuée décentralisée et géographiquement indépendante. La fabrication additive dans le nuage fait référence à un modèle de fabrication en réseau orienté service dans lequel les consommateurs de services peuvent créer des pièces via l’infrastructure en tant que service (IaaS), la plate-forme en tant que service (PaaS), le matériel en tant que service (HaaS) et les logiciels. en tant que service (SaaS). La fabrication distribuée en tant que telle est réalisée par certaines entreprises; Il existe également des services tels que les concentrateurs 3D qui mettent en contact les utilisateurs ayant besoin d’impression 3D avec les propriétaires d’imprimantes.
Certaines entreprises offrent des services d’impression 3D en ligne à des clients commerciaux et privés, à partir de conceptions 3D téléchargées sur le site Web de l’entreprise. Les dessins imprimés en 3D sont soit expédiés au client, soit récupérés auprès du prestataire de services.
Personnalisation de masse
Les entreprises ont créé des services permettant aux consommateurs de personnaliser des objets à l’aide d’un logiciel de personnalisation Web simplifié, et de commander les articles résultants sous forme d’objets uniques imprimés en 3D. Cela permet maintenant aux consommateurs de créer des cas personnalisés pour leurs téléphones mobiles. Nokia a publié les dessins 3D de son boîtier afin que les propriétaires puissent personnaliser leur boîtier et l’imprimer en 3D.
Fabrication rapide
Les progrès de la technologie RP ont introduit des matériaux appropriés pour la fabrication finale, ce qui a à son tour introduit la possibilité de fabriquer directement des composants finis. L’un des avantages de l’impression 3D pour une fabrication rapide réside dans la production relativement peu coûteuse d’un petit nombre de pièces.
La fabrication rapide est une nouvelle méthode de fabrication et nombre de ses processus n’ont pas encore fait leurs preuves. L’impression 3D entre maintenant dans le domaine de la fabrication rapide et a été identifiée comme une technologie de « niveau supérieur » par de nombreux experts dans un rapport de 2009. L’un des procédés les plus prometteurs semble être l’adaptation du frittage laser sélectif (SLS), ou du frittage laser direct au métal (DMLS), une des méthodes de prototypage rapide les mieux établies. À partir de 2006, toutefois, ces techniques en étaient encore à leurs balbutiements et de nombreux obstacles devaient être surmontés avant que l’on puisse considérer que la RM était une méthode de fabrication réaliste.
Des poursuites en matière de brevets ont eu lieu concernant l’impression 3D pour la fabrication.
Prototypage rapide
Les imprimantes 3D industrielles existent depuis le début des années 1980 et ont été largement utilisées à des fins de prototypage rapide et de recherche. Il s’agit généralement de machines plus grosses utilisant des métaux en poudre exclusifs, des supports de coulée (sable, par exemple), des plastiques, du papier ou des cartouches. Elles sont également utilisées pour le prototypage rapide par les universités et les sociétés commerciales.
Recherche
L’impression 3D peut être particulièrement utile dans les laboratoires de recherche en raison de sa capacité à créer des géométries spécialisées et sur mesure. En 2012, un projet de validation des principes à l’Université de Glasgow, au Royaume-Uni, a montré qu’il est possible d’utiliser des techniques d’impression 3D pour faciliter la production de composés chimiques. Ils ont d’abord imprimé des récipients de réaction chimique, puis utilisé l’imprimante pour y déposer les réactifs. Ils ont produit de nouveaux composés pour vérifier la validité du processus, mais ils n’ont rien poursuivi avec une application particulière.
Habituellement, le procédé FDM est utilisé pour imprimer des récipients de réaction creux ou des microréacteurs. Si l’impression 3D est réalisée dans une atmosphère de gaz inerte, les récipients de réaction peuvent être remplis de substances hautement réactives lors de l’impression. Les objets imprimés en 3D sont étanches à l’air et à l’eau pendant plusieurs semaines. En imprimant des récipients de réaction dans la géométrie de cuvettes ou de tubes de mesure courants, des mesures analytiques de routine telles que la spectroscopie UV / VIS, IR et RMN peuvent être effectuées directement dans le récipient imprimé en 3D.
En outre, l’impression 3D a été utilisée dans les laboratoires de recherche comme méthode alternative pour la fabrication de composants destinés à des expériences, tels que les composants de blindage magnétique et de vide, dont les performances démontrées sont comparables à celles de pièces produites traditionnellement.
Aliments
La fabrication additive d’aliments se développe en comprimant les aliments, couche par couche, en objets tridimensionnels. Une grande variété d’aliments sont des candidats appropriés, tels que le chocolat et les bonbons, ainsi que des aliments plats tels que des craquelins, des pâtes et des pizzas. La NASA a envisagé la polyvalence du concept en attribuant un contrat à la société de recherche en systèmes et matériaux pour étudier la faisabilité d’imprimer des aliments dans l’espace. Un des problèmes de l’impression alimentaire est la nature de la texture d’un aliment. Par exemple, les aliments qui ne sont pas assez forts pour être classés ne conviennent pas à l’impression 3D.
Outillage agile
L’outil agile consiste à utiliser des moyens modulaires pour concevoir des outils produits par des méthodes de fabrication additive ou d’impression 3D afin de permettre un prototypage rapide et de répondre aux besoins en outillage et en agencement. L’outillage agile utilise une méthode rentable et de haute qualité pour répondre rapidement aux besoins des clients et du marché. Il peut être utilisé dans l’hydroformage, l’estampage, le moulage par injection et d’autres procédés de fabrication.
Applications médicales
Les utilisations chirurgicales des thérapies centrées sur l’impression 3D ont commencé au milieu des années 90 avec la modélisation anatomique pour la planification de la chirurgie reconstructive osseuse. En pratiquant sur un modèle tactile avant la chirurgie, les chirurgiens étaient mieux préparés et les patients recevaient de meilleurs soins. Les implants adaptés au patient étaient une extension naturelle de ce travail, conduisant à des implants vraiment personnalisés qui correspondent à un individu unique. La planification virtuelle de la chirurgie et le guidage à l’aide d’instruments personnalisés imprimés en 3D ont été appliqués avec succès dans de nombreux domaines, notamment le remplacement total de l’articulation et la reconstruction craniomaxillofaciale. Une étude plus approfondie de l’utilisation de modèles pour la planification de la chirurgie cardiaque et des organes solides a conduit à une utilisation accrue dans ces domaines. L’impression 3D en milieu hospitalier suscite désormais un vif intérêt et de nombreux établissements envisagent d’ajouter cette spécialité aux différents services de radiologie. La technologie est utilisée pour créer des dispositifs uniques et adaptés aux patients pour des maladies rares. L’attelle trachiale biorésorbable pour traiter les nouveau-nés atteints de trachéobronchomalacie développée à l’Université du Michigan en est un exemple. Plusieurs fabricants d’appareils ont également commencé à utiliser l’impression 3D pour les guides chirurgicaux adaptés (polymères). L’utilisation de la fabrication additive pour la production en série d’implants orthopédiques (métaux) augmente également en raison de la capacité à créer efficacement des structures de surface poreuses facilitant l’ostéointégration. Les moulages imprimés pour les os brisés peuvent être personnalisés et ouverts, laissant le porteur gratter les démangeaisons, laver et ventiler la zone endommagée. Ils peuvent également être recyclés.
La fabrication de filaments fondus (FFF) a été utilisée pour créer des microstructures à géométrie interne tridimensionnelle. Des structures sacrificielles ou des matériaux de support supplémentaires ne sont pas nécessaires. La structure utilisant de l’acide polylactique (PLA) peut avoir une porosité entièrement contrôlable dans la plage allant de 20% à 60%. Ces échafaudages pourraient servir de modèles biomédicaux pour la culture cellulaire ou d’implants biodégradables pour l’ingénierie tissulaire.
L’impression 3D a été utilisée pour imprimer un implant et un dispositif spécifiques au patient à usage médical. Les opérations réussies incluent un bassin en titane implanté chez un patient britannique, une mâchoire inférieure en titane transplantée chez un patient néerlandais et une attelle trachéale en plastique pour un bébé américain. Les industries des prothèses auditives et des soins dentaires devraient constituer le domaine de développement futur le plus important en utilisant la technologie d’impression 3D personnalisée. En mars 2014, des chirurgiens de Swansea ont utilisé des pièces imprimées en 3D pour reconstituer le visage d’un motocycliste grièvement blessé dans un accident de la route. Des recherches sont également en cours sur des méthodes d’impression biologique de substituts de tissus perdus à cause de l’arthrite et du cancer.
La technologie d’impression 3D peut maintenant être utilisée pour réaliser des répliques exactes d’organes. L’imprimante utilise comme modèle des images d’images IRM ou CT du patient et établit des couches de caoutchouc ou de plastique.
Bio-impression
En 2006, des chercheurs de l’Université Cornell ont publié certains des travaux pionniers de l’impression 3D pour la fabrication de tissus en imprimant avec succès les bio-encres à base d’hydrogel. Les travaux chez Cornell ont été étendus à l’aide d’imprimeurs biologiques spécialisés produits par Seraph Robotics, Inc., une entreprise issue des universités, qui a permis de catalyser un intérêt mondial pour la recherche sur l’impression 3D biomédicale.
L’impression 3D a été considérée comme une méthode d’implantation de cellules souches capable de générer de nouveaux tissus et organes chez l’homme vivant. Avec leur capacité à se transformer en n’importe quel autre type de cellule du corps humain, les cellules souches offrent un potentiel énorme en bio-impression 3D. Le professeur Leroy Cronin de l’Université de Glasgow a proposé dans un TED Talk de 2012 qu’il était possible d’utiliser des encres chimiques pour imprimer des médicaments.
Depuis 2012, des entreprises de biotechnologie et des universités ont étudié la technologie de bio-impression 3D en vue d’une utilisation éventuelle dans les applications d’ingénierie tissulaire dans lesquelles des organes et des parties du corps sont construits à l’aide de techniques à jet d’encre. Au cours de ce processus, des couches de cellules vivantes sont déposées sur un gel ou sur une matrice de sucre et lentement développées pour former des structures tridimensionnelles comprenant des systèmes vasculaires. Le premier système de production pour l’impression de tissus 3D a été livré en 2009, basé sur la technologie de bio-impression NovoGen. Plusieurs termes ont été utilisés pour faire référence à ce domaine de recherche: l’impression d’organes, la bio-impression, l’impression de parties du corps et l’ingénierie tissulaire assistée par ordinateur, entre autres. La possibilité d’utiliser l’impression de tissus 3D pour créer des architectures de tissus mous pour la chirurgie reconstructive est également à l’étude.
En 2013, des scientifiques chinois ont commencé à imprimer des oreilles, du foie et des reins avec des tissus vivants. Des chercheurs en Chine ont réussi à imprimer des organes humains à l’aide d’imprimantes biologiques 3D spécialisées utilisant des cellules vivantes au lieu de plastique. Des chercheurs de l’Université Hangzhou Dianzi ont mis au point une « imprimante 3D bio », baptisée « Regenovo ». Xu Mingen, le développeur de Regenovo, a déclaré qu’il pouvait produire un échantillon miniature de tissu hépatique ou de cartilage de l’oreille en moins d’une heure, prédisant que le développement d’organes imprimés entièrement fonctionnels pourrait prendre de 10 à 20 ans.
Équipement médical
Le 24 octobre 2014, une fillette de cinq ans née sans doigts parfaitement formés sur la main gauche est devenue le premier enfant du Royaume-Uni à avoir une main prothétique réalisée avec la technologie d’impression 3D. Sa main a été conçue par la société américaine e-NABLE, une organisation de conception open source qui utilise un réseau de volontaires pour concevoir et fabriquer des prothèses principalement destinées aux enfants. La main prothétique était basée sur un plâtre fabriqué par ses parents. Un garçon nommé Alex est également né avec un bras manquant juste au-dessus du coude. L’équipe a pu utiliser l’impression 3D pour télécharger un bras myoélectrique e-NABLE qui se compose de servos et de batteries actionnées par le muscle électromyographe. Avec l’utilisation d’imprimantes 3D, e-NABLE a jusqu’à présent distribué des milliers de mains en plastique aux enfants.
Les prothèses imprimées ont été utilisées pour la réhabilitation des animaux estropiés. En 2013, un pied imprimé en 3D a permis à un canard infirme de marcher à nouveau. En 2014, un chihuahua né sans pattes avant était équipé d’un harnais et de roues réalisés avec une imprimante 3D. Les coquilles de crabe ermite imprimées en 3D permettent aux bernard ermite d’habiter une maison d’un nouveau style. Un bec prothétique est un autre outil développé par l’impression 3D pour aider un pygargue à tête blanche nommé Beauty, dont le bec a été gravement mutilé d’une balle dans le visage. Depuis 2014, des implants de genou en titane disponibles dans le commerce, fabriqués avec une imprimante 3D pour chiens, sont utilisés pour restaurer la mobilité des animaux. Plus de 10 000 chiens en Europe et aux États-Unis ont été traités après seulement un an.
En février 2015, la FDA a approuvé la commercialisation d’un verrou chirurgical qui facilite la chirurgie du pied moins invasive et élimine le besoin de percer à travers l’os. Le dispositif en titane imprimé en 3D, «FastForward Bone Tether Plate», est approuvé pour une utilisation en chirurgie de correction pour traiter l’oignon. En octobre 2015, le groupe du professeur Andreas Herrmann de l’Université de Groningue a développé les premières résines imprimables en 3D présentant des propriétés antimicrobiennes. En utilisant la stéréolithographie, des groupes ammonium quaternaire sont incorporés dans des appareils dentaires qui tuent les bactéries par contact. Ce type de matériau peut également être appliqué dans les dispositifs médicaux et les implants.
L’impression 3D a été utilisée pour produire des becs prothétiques pour les aigles, une oie brésilienne appelée Victoria et un toucan du Costa Rica appelé Grecia.
Pilules
La première pilule fabriquée par impression 3D a été approuvée par la FDA en août 2015. L’injection de liant dans un lit de poudre de médicament permet de produire des pilules très poreuses, ce qui permet d’obtenir de fortes doses de médicament dans une seule pilule qui se dissout rapidement et peut être ingérée. facilement. Cela a été démontré pour Spritam, une reformulation de lévétiracétam pour le traitement de l’épilepsie.
Applications industrielles
Vêtements
tenue imprimée inBloom 3D
L’impression 3D est entrée dans le monde du vêtement avec des créateurs de mode expérimentant des bikinis, des chaussures et des robes imprimés en 3D. Lors de la production commerciale, Nike a utilisé l’impression 3D pour créer un prototype et la fabrication de la chaussure de football Vapor Laser Talon 2012 pour les joueurs de football américain, tandis que New Balance fabrique des chaussures 3D sur mesure pour les athlètes.
L’impression 3D est arrivée au point où les entreprises sont en train d’imprimer des lunettes grand public avec un ajustement et un style personnalisés à la demande (bien qu’elles ne puissent pas imprimer les objectifs). La personnalisation de lunettes sur demande est possible avec le prototypage rapide.
Toutefois, les milieux universitaires ont émis des commentaires sur la limitation potentielle de l’acceptation humaine de ces vêtements de masse sur mesure en raison de la réduction potentielle de la communication sur la valeur de la marque.
Dans le monde des courtisans de haute couture tels que Karl Lagerfeld, concepteur pour Chanel, Iris van Herpen et Noa Raviv, qui travaillent avec la technologie de Stratasys, ont utilisé et présenté des impressions 3D dans leurs collections. Des sélections de leurs lignes et d’autres ouvrages d’impression 3D ont été présentées au Centre du Costume Anna Wintour 2016 du Metropolitan Museum of Art, exposition « Manus X Machina ».
Art industriel et bijouterie
L’impression 3D sert à fabriquer des moules pour la fabrication de bijoux, et même les bijoux eux-mêmes. L’impression 3D est en train de devenir populaire dans le secteur des cadeaux personnalisables, avec des produits tels que des modèles d’art et des poupées personnalisés, sous différentes formes: en métal ou en plastique, ou en tant qu’art consommable, tel que le chocolat imprimé en 3D.
Industrie automobile
Début 2014, le fabricant suédois de supercar Koenigsegg a annoncé le One: 1, une supercar utilisant de nombreux composants imprimés en 3D. Koenigsegg fabrique des véhicules avec des rétroviseurs latéraux, des conduits d’aération, des composants d’échappement en titane et des ensembles complets de turbocompresseurs imprimés en 3D dans le cadre du processus de fabrication.
Urbee est le nom de la première voiture au monde montée avec la technologie d’impression 3D (sa carrosserie et les vitres de sa voiture étaient « imprimées »). Créé en 2010 grâce au partenariat entre le groupe d’ingénierie américain Kor Ecologic et la société Stratasys (fabricant des imprimantes Stratasys 3D), il s’agit d’un véhicule hybride au look futuriste.
En 2014, Local Motors a lancé Strati, un véhicule fonctionnel entièrement imprimé en 3D à l’aide de plastique ABS et de fibre de carbone, à l’exception du groupe motopropulseur. En 2015, la société a produit une autre itération appelée LM3D Swim, imprimée en 3D à 80%. En 2016, la société a utilisé l’impression 3D pour la création de pièces automobiles, telles que celles utilisées dans Olli, un véhicule autonome développé par la société.
En mai 2015, Airbus a annoncé que son nouvel Airbus A350 XWB incluait plus de 1000 composants fabriqués par impression 3D.
L’impression 3D est également utilisée par les forces aériennes pour imprimer des pièces de rechange pour les avions. En 2015, un avion de chasse Eurofighter Typhoon de la Royal Air Force a volé avec des pièces imprimées. L’armée de l’air américaine a commencé à travailler avec des imprimantes 3D et l’armée de l’air israélienne a également acheté une imprimante 3D pour imprimer des pièces détachées.
Construction
L’utilisation de l’impression 3D pour produire des modèles réduits dans l’architecture et la construction n’a cessé de gagner en popularité, à mesure que le coût des imprimantes 3D a diminué. Cela a permis une rotation plus rapide de ces modèles réduits et a permis une augmentation constante de la vitesse de production et de la complexité des objets produits.
L’impression 3D de construction, l’application de l’impression 3D à la fabrication d’éléments de construction ou de bâtiments entiers sont en développement depuis le milieu des années 1990, le développement de nouvelles technologies n’a cessé de progresser depuis 2012 et le sous-secteur de l’impression 3D commence à mûrir. Voir article principal.
Armes à feu
En 2012, le groupe américain Defense Distributed a annoncé qu’il envisageait de « concevoir un pistolet en plastique fonctionnel pouvant être téléchargé et reproduit par quiconque disposant d’une imprimante 3D ». Defence Distributed a également conçu un récepteur inférieur pour fusil de type AR-15 imprimable en 3D (pouvant durer plus de 650 coups) et un chargeur M16 à 30 coups. L’AR-15 a plusieurs récepteurs (à la fois un récepteur haut et un récepteur bas), mais la partie légalement contrôlée est celle qui est sérialisée (la partie inférieure, dans le cas de l’AR-15). Peu de temps après que Defence Distributed eut réussi à concevoir le premier plan opérationnel pour la production d’un pistolet en plastique avec une imprimante 3D en mai 2013, le département d’État des États-Unis leur demanda de supprimer les instructions de leur site Web. Après la publication des plans de Defense Distributed, des questions ont été soulevées concernant les effets que l’impression 3D et l’usinage CNC grand public pourraient avoir sur l’efficacité du contrôle des armes à feu.
En 2014, un Japonais est devenu la première personne au monde à être emprisonnée pour avoir fabriqué des armes à feu imprimées en 3D. Yoshitomo Imura a mis en ligne des vidéos et des plans du pistolet et a été condamné à une peine de prison de deux ans. La police a trouvé au moins deux armes à feu dans sa maison capables de tirer des balles.
Ordinateurs et robots
L’impression 3D peut également être utilisée pour fabriquer des ordinateurs portables et d’autres ordinateurs. Par exemple, les mallettes pour ordinateur portable standard Novena et VIA OpenBook. Par exemple, une carte mère Novena peut être achetée et utilisée dans un boîtier imprimé VIA OpenBook.
Capteurs et actionneurs doux
L’impression 3D a trouvé sa place dans la fabrication de capteurs et d’actionneurs logiciels inspirée du concept d’impression 4D. La majorité des capteurs et des actionneurs souples conventionnels sont fabriqués à l’aide de processus à plusieurs rendements et à plusieurs rendements, qui impliquent une fabrication manuelle, un post-traitement / assemblage et de longues itérations avec moins de flexibilité dans la personnalisation et la reproductibilité des produits finis. L’impression 3D a changé la donne dans ces domaines en présentant les propriétés géométriques, fonctionnelles et de contrôle personnalisées afin d’éviter les aspects fastidieux et fastidieux des processus de fabrication antérieurs.
Espace
La Zero-G Printer, la première imprimante 3D conçue pour fonctionner en apesanteur, a été construite dans le cadre d’un partenariat entre la NASA Marshall Space Flight Center (MSFC) et Made In Space, Inc. En septembre 2014, SpaceX a livré le imprimante vers la Station spatiale internationale (ISS). Le 19 décembre 2014, la NASA a envoyé par courrier électronique des dessins CAD d’une clé à douille aux astronautes à bord de l’ISS, qui ont ensuite imprimé l’outil à l’aide de son imprimante 3D. Les applications pour l’espace offrent la possibilité d’imprimer des pièces ou des outils sur site, par opposition à l’utilisation de fusées pour transporter des objets préfabriqués pour des missions spatiales dans des colonies humaines sur la Lune, sur Mars ou ailleurs. La deuxième imprimante 3D dans l’espace, l’imprimante 3D portable embarquée (POP3D) de l’Agence spatiale européenne, devait être livrée à la Station spatiale internationale avant juin 2015. En 2016, Digital Trends a annoncé que BeeHex était en train de construire une imprimante alimentaire 3D pour les hommes. missions vers Mars.
La plupart des constructions prévues sur des astéroïdes ou des planètes seront amorcées d’une manière ou d’une autre en utilisant les matériaux disponibles sur ces objets. L’impression 3D est souvent l’une des étapes de ce processus. Le projet Sinterhab étudie une base lunaire construite par impression 3D en utilisant le régolithe lunaire comme matériau de base. Au lieu d’ajouter un agent de liaison au régolite, les chercheurs expérimentent le frittage par micro-ondes pour créer des blocs solides à partir de la matière première.
Des projets comme ceux-ci ont été étudiés pour la construction d’habitats extra-terrestres.
Applications socioculturelles
En 2005, un marché en plein essor pour les amateurs et les utilisations domestiques a été créé avec l’inauguration des projets open source RepRap et Fab @ Home. Pratiquement toutes les imprimantes 3D à usage domestique publiées à ce jour ont des racines techniques dans le projet RepRap en cours et les initiatives de logiciels libres associées. Dans le secteur de la fabrication décentralisée, une étude a montré que l’impression 3D pouvait devenir un produit de masse permettant aux consommateurs d’économiser de l’argent associé à l’achat d’objets domestiques courants. Par exemple, au lieu d’aller dans un magasin pour acheter un objet fabriqué dans une usine par moulage par injection (comme une tasse à mesurer ou un entonnoir), une personne peut l’imprimer à la maison à partir d’un modèle 3D téléchargé.
Art et bijoux
En 2005, des revues spécialisées ont commencé à rendre compte des applications artistiques possibles de la technologie d’impression 3D, utilisées par des artistes tels que Martin John Callanan à la Bartlett School of Architecture. En 2007, les médias ont suivi avec un article dans le Wall Street Journal et le Time Magazine, répertoriant un dessin imprimé parmi les 100 dessins les plus influents de l’année. Lors du London Design Festival de 2011, une installation, organisée par Murray Moss et axée sur l’impression 3D, a eu lieu au Victoria and Albert Museum (the V & A). L’installation s’appelait Révolution industrielle 2.0: comment le monde matériel va se matérialiser.
Lors du 3DPrintshow de Londres, qui s’est tenu en novembre 2013 et 2014, les sections artistiques ont présenté des œuvres réalisées avec du plastique et du métal imprimés en 3D. Plusieurs artistes tels que Joshua Harker, Davide Prete, Sophie Kahn, Helena Lukasova, Foteini Setaki ont montré comment l’impression 3D peut modifier les processus esthétiques et artistiques. En 2015, les ingénieurs et les concepteurs du groupe Mediated Matter et du Glass Lab du MIT ont créé une imprimante 3D additive imprimant avec du verre, appelée G3DP. Les résultats peuvent être à la fois structurels et artistiques. Les vases en verre transparent imprimés dessus font partie de certaines collections du musée.
L’utilisation des technologies de numérisation 3D permet de reproduire des objets réels sans recourir à des techniques de moulage qui, dans de nombreux cas, peuvent être plus onéreuses, plus difficiles ou trop invasives pour être exécutées, en particulier pour les œuvres d’art précieuses ou les artefacts du patrimoine culturel délicats où le contact direct avec les substances de moulage pourraient endommager la surface de l’objet d’origine.
Selfies 3D
Un photomaton 3D tel que le Fantasitron situé à Madurodam, le parc miniature, génère des modèles de selfies 3D à partir d’images 2D de clients. Ces selfies sont souvent imprimés par des sociétés d’impression 3D telles que Shapeways. Ces modèles sont également appelés portraits 3D, figurines 3D ou figurines mini-me.
la communication
Utilisant la technologie des couches additives offertes par l’impression 3D, des dispositifs Terahertz agissant en tant que guides d’ondes, coupleurs et coudes ont été créés. La forme complexe de ces dispositifs n’a pas pu être obtenue avec les techniques de fabrication conventionnelles. L’imprimante professionnelle EDEN 260V, disponible dans le commerce, a été utilisée pour créer des structures d’une taille minimale de 100 µm. Les structures imprimées ont ensuite été traitées par pulvérisation cathodique DC avec de l’or (ou tout autre métal) pour créer un dispositif plasmonique térahertz. En 2016, l’artiste / scientifique Janine Carr a créé la première percussion vocale imprimée en 3D (beatbox) sous la forme d’une forme d’onde, avec la possibilité de jouer l’onde sonore au laser, ainsi que quatre émotions vocalisées pouvant également être lues au laser.
Usage domestique
Parmi les premiers exemples d’impression 3D par les consommateurs, citons le 64DD publié en 1999 au Japon. À partir de 2012, l’impression 3D domestique était principalement pratiquée par les amateurs et les passionnés. Cependant, peu a été utilisé pour des applications domestiques pratiques, par exemple, les objets d’ornement. Certains exemples pratiques incluent une horloge de travail et des engrenages imprimés pour les machines à bois domestiques, entre autres objectifs. Les sites Web associés à l’impression 3D à domicile avaient tendance à inclure des pinces arrière, des crochets, des poignées de porte, etc.
Le projet open source Fab @ Home a développé des imprimantes à usage général. Ils ont été utilisés dans des environnements de recherche pour produire des composés chimiques avec la technologie d’impression 3D, y compris de nouveaux, initialement sans application immédiate comme preuve de principe. L’imprimante peut imprimer avec tout ce qui peut être distribué à partir d’une seringue sous forme liquide ou collée. Les développeurs de l’application chimique envisagent une utilisation à la fois industrielle et domestique de cette technologie, notamment en permettant aux utilisateurs situés dans des régions éloignées de pouvoir produire leurs propres médicaments ou produits chimiques ménagers.
L’impression 3D fait son chemin dans les foyers et de plus en plus d’enfants découvrent le concept de l’impression 3D à un âge plus avancé. Les perspectives de l’impression 3D se développent et, à mesure que de plus en plus de personnes auront accès à cette nouvelle innovation, de nouvelles utilisations dans les ménages vont émerger.
Education et recherche
L’impression 3D, et les imprimantes 3D à code source ouvert en particulier, constituent la technologie la plus récente qui fait son entrée dans la salle de classe. L’impression 3D permet aux étudiants de créer des prototypes d’éléments sans utiliser l’outillage coûteux requis par les méthodes soustractives. Les élèves conçoivent et produisent des modèles réels qu’ils peuvent conserver. L’environnement de la classe permet aux étudiants d’apprendre et d’utiliser de nouvelles applications pour l’impression 3D. Les RepRaps, par exemple, ont déjà été utilisés pour une plate-forme de robotique mobile éducative.
Certains auteurs ont affirmé que les imprimantes 3D offraient une « révolution » sans précédent dans l’enseignement des STIM. Les preuves de telles affirmations proviennent à la fois de la capacité peu coûteuse du prototypage rapide en classe par les étudiants, mais également de la fabrication d’équipements scientifiques de haute qualité à faible coût à partir de conceptions matérielles ouvertes formant des laboratoires à source ouverte. Les principes d’ingénierie et de conception sont explorés ainsi que la planification architecturale. Les élèves recréent des copies d’articles de musée tels que des fossiles et des artefacts historiques pour les étudier en classe sans endommager les collections sensibles. D’autres étudiants intéressés par la conception graphique peuvent facilement construire des modèles avec des pièces complexes. L’impression 3D offre aux étudiants une nouvelle perspective avec les cartes topographiques. Les étudiants en sciences peuvent étudier des coupes transversales d’organes internes du corps humain et d’autres échantillons biologiques. Et les étudiants en chimie peuvent explorer des modèles 3D de molécules et la relation au sein de composés chimiques.
Selon un article récent de Kostakis et al., L’impression et la conception en 3D peuvent électriser diverses alphabétisations et capacités créatives des enfants, conformément à l’esprit du monde interconnecté basé sur l’information.
Les applications futures pour l’impression 3D pourraient inclure la création d’équipements scientifiques à source ouverte.
Utilisation de l’environnement
À Bahreïn, une impression 3D à grande échelle utilisant un matériau ressemblant à du grès a été utilisée pour créer des structures uniques en forme de corail, qui encouragent les polypes de corail à coloniser et à régénérer les récifs endommagés. Ces structures ont une forme beaucoup plus naturelle que les autres structures utilisées pour créer des récifs artificiels et, contrairement au béton, elles ne sont ni acides ni alcalines à pH neutre.
Héritage culturel
Ces dernières années, l’impression 3D a été utilisée de manière intensive dans le domaine du patrimoine culturel à des fins de préservation, de restauration et de diffusion. De nombreux musées européens et nord-américains ont acheté des imprimantes 3D et reconstituent activement les pièces manquantes de leurs reliques.
Scan the World est la plus grande archive d’objets imprimables en 3D d’importance culturelle du monde entier. Chaque objet, provenant de données de numérisation 3D fournies par leur communauté, est optimisé pour l’impression 3D et peut être téléchargé gratuitement sur MarqueFactory. En collaborant avec des musées tels que le Victoria and Albert Museum et des collectionneurs privés, cette initiative sert de plate-forme pour la démocratisation de l’objet d’art.
Le Metropolitan Museum of Art et le British Museum ont commencé à utiliser leurs imprimantes 3D pour créer des souvenirs de musée disponibles dans les magasins du musée.D’autres musées, que le Musée national d’histoire militaire et le Musée historique de Varna, sont allés plus loin et vendent via la plateforme en ligne Annulation de modèles numériques de leurs artefacts, Artec 3D, dans un format de fichier convivial pour l’impression 3D, que tout le monde peut imprimer en 3D sur la maison.
Matériaux de spécialité
Impression 3D de grande qualité à propos de la création de nouveaux matériaux spécialement conçus pour les imprimantes 3D. This is a text with text in text.En outre, les nouvelles technologies, telles que l’injection de fibres de carbone dans les plastiques imprimables, permettent de créer un matériau solide et plus léger. Outre les nouveaux matériaux de structure 3D, les nouvelles technologies permettent de personnaliser les motifs directement en 3D. De la poudre de ciment Portland sans oxyde a été utilisé pour créer des structures architecturales d’une hauteur maximale de 9 pieds.