Qu’est-ce qu’une imprimante 3D et combien coûte-t-elle ?

Cela fait un moment que les imprimantes 3D sont devenues disponibles et ont commencé à permettre aux gens de créer des objets 3D dans le monde réel, directement depuis leur domicile.

Si vous souhaitez avoir un aperçu de ce que sont les imprimantes 3D, comment elles fonctionnent, combien elles coûtent et ce que vous pouvez en faire, vous êtes au bon endroit.

Qu'est-ce qu'une imprimante 3D ?

Une imprimante 3D Monoprice MP10 crée un octaèdre en plastique bleu.
Une imprimante 3D Monoprice MP10 crée un octaèdre en plastique bleu. Monoprix

Une imprimante 3D est un appareil capable de créer des objets physiques à partir d'un fichier numérique. Le résultat est généralement du plastique. Il peut avoir des bords rugueux et est souvent d’une seule couleur. Malgré ces limitations, conserver une copie réelle d’un modèle 3D permet d’avoir plus facilement une idée de ce qui fonctionne et de ce qui ne fonctionne pas.

Les meilleures imprimantes 3D peuvent créer des pièces suffisamment robustes pour un usage quotidien. L’objectif à long terme de l’industrie est de prolonger la durée de vie des produits de consommation, en permettant à chacun d’imprimer une pièce de rechange cruciale que le fabricant ne garde plus en stock.

S’il est utile de recréer une pièce manquante ou cassée, une imprimante 3D peut également créer suffisamment de pièces pour assembler des produits entiers. Cette technologie est idéale pour le prototypage rapide, permettant des changements rapides pour affiner la conception avant de s'engager dans des moules d'injection coûteux pour une production en grand volume.

Et l’impression 3D a également sa place dans la fabrication commerciale. Lors de la production d'un petit nombre de produits, l'impression 3D de pièces de haute qualité, mais relativement lente et coûteuse, est parfois plus logique que les méthodes traditionnelles avec des coûts initiaux élevés et un faible coût unitaire.

Comment fonctionnent les imprimantes 3D ?

La conception d’imprimante 3D la plus courante, la modélisation par dépôt de fusion (FDM), est similaire à une imprimante à jet d’encre. La tête d'impression FDM se déplace d'un côté à l'autre, déposant le matériau sur une plate-forme mobile. Tandis qu'une imprimante à jet d'encre pulvérise des gouttes d'encre sur le papier, une imprimante 3D extrude du plastique chaud sur une plaque de construction en verre ou en métal.

Deux moteurs contrôlés par ordinateur dirigent le flux de plastique sur la longueur et la largeur de l'objet fini, un pour la tête d'impression et un autre pour la plaque de construction. Pour créer de la hauteur, un troisième moteur soulève le rail sur lequel glisse la tête d'impression.

Du côté négatif, l’impression 3D est un processus lent par rapport aux techniques de fabrication traditionnelles, prenant parfois des heures pour construire un objet dans la troisième dimension. Vous pouvez le rendre plus rapide en extrudant plus de matériau à la fois, mais cela augmente la hauteur de la couche et donne une impression rugueuse. Les courbes et les angles verticaux comportent également des marches au lieu des surfaces lisses et des plans plats de la plupart des produits manufacturés.

Un objet 3D détaillé se trouve à côté de l’imprimante 3D à résine UV Elegoo Mars 4 9K.
L'Elegoo Mars 4 9K est une imprimante 3D à résine UV. Élégoo

Le deuxième type d’imprimante 3D grand public le plus populaire utilise la lumière au lieu de la chaleur pour former des formes en plastique. Connu sous le nom d’imprimante 3D à résine, ce type utilise la lumière UV pour projeter une image sur une résine liquide qui réagit à cette longueur d’onde et se solidifie.

L’impression 3D en résine est souvent plus rapide, car elle polymérise une couche entière en une seule fois. Cependant, la résine UV n'est généralement pas aussi durable que les thermoplastiques utilisés pour l'impression 3D FDM.

Les filaments FDM spéciaux comprennent du plastique plus durable, ainsi que plusieurs types de métal, de verre, de céramique et même de bois. La partie imprimante 3D reprend l’apparence et certaines caractéristiques de ces matériaux. Avec des imprimantes 3D spécialisées, il est possible de créer des objets dans une variété de matériaux, même du cheesecake .

Que peut faire une imprimante 3D ?

Mignon fichier d’imprimante 3D Mini Octopus par Javi Rodríguez alias McGybeer.
De jolies mini-pieuvres imprimées en 3D par Javi Rodríguez, alias McGybeer. Javi Rodríguez alias McGybeer / Thingiverse

Les imprimantes 3D commerciales peuvent réaliser presque tout. Certaines imprimantes 3D utilisent des lasers puissants pour faire fondre le métal, créant ainsi des pièces solides destinées aux fusées et autres machines robustes.

Les imprimantes 3D grand public sont limitées en taille et en matériaux. La taille de la plaque de construction détermine la longueur et la largeur maximales d'une pièce, tandis que la hauteur de l'imprimante affecte la hauteur d'un objet imprimé en 3D.

Dans la plupart des cas, les impressions 3D tiennent dans la paume de votre main. Les imprimantes 3D grand public peuvent gérer des objets d’un peu plus d’un pied cube. Il est également possible de réaliser un grand objet en assemblant plusieurs pièces plus petites.

La mise à jour du scanner 3D V7 à 30 $ par Dave Clarke.
Le scanner 3D V7 à 30 $ de Dave Clarke. Dave Clarke / Thingiverse

Certains des objets 3D les plus populaires incluent un sifflet, un support de téléphone avec un plateau tournant manuel pour numériser des objets en 3D, un cadran solaire numérique intelligent qui utilise la lumière du soleil pour projeter une ombre qui indique l'heure en chiffres faciles à lire, et un mini pieuvre avec pieds articulés flexibles qui ne nécessitent aucun assemblage.

Les possibilités sont infinies. Par exemple, Thingiverse est l'une des plus grandes bibliothèques d'objets 3D conçus pour l'impression 3D, avec plus de 2,5 millions de fichiers numériques, et la plupart sont gratuits.

Avec l'essor de l'IA générative, il est désormais possible de créer des objets 3D avec des invites textuelles . À l'heure actuelle, l'IA ne crée pas de conceptions optimisées pour l'impression 3D. Vous devrez donc convertir le fichier dans un format compatible et le traiter via une application d'impression 3D avant de l'utiliser.

Combien coûtent les imprimantes 3D ?

Vous pouvez acheter des imprimantes 3D à partir d’environ 100 $ , une aubaine incroyable pour une technologie aussi puissante. Les modèles plus avancés ont des plaques de construction plus grandes et des vitesses d'impression plus rapides, mais coûtent plus cher.

Pour environ 300 $, vous pouvez vous procurer une très bonne imprimante 3D grand public. Si vous devenez un passionné qui imprime souvent, entre 500 et 1 000 dollars vous procureront une imprimante 3D beaucoup plus rapide et plus grande. Les imprimantes 3D commerciales coûtent entre quelques milliers de dollars et plus d’un million de dollars.

Un ingénieur teste l’épaisseur d’une impression 3D d’une fusée spatiale Relativity.
Un ingénieur teste l’épaisseur d’une impression 3D d’une fusée spatiale Relativity. Espace de relativité / Espace de relativité

Sachez que vous aurez besoin de fournitures et que vous voudrez peut-être des accessoires pour votre imprimante 3D, alors gardez un peu plus dans le budget pour ces coûts supplémentaires. Les filaments FDM et la résine UV sont relativement peu coûteux, mais sont vendus en gros, vous dépenserez donc au moins 20 $ pour obtenir les fournitures nécessaires.

Les accessoires comprennent un boîtier pour réduire le bruit d'une imprimante 3D FDM, de meilleures plaques de construction, des ventilateurs de refroidissement pour permettre une impression plus rapide, des lampes UV pour durcir la résine et des outils pour le nettoyage et la maintenance de l'imprimante 3D. Vous n'avez généralement pas besoin d'accessoires pour commencer, et certaines imprimantes 3D sont livrées avec une petite quantité de filament ou de résine pour créer les premières impressions.

L'Ender-3 V2 3 est une imprimante 3D FDM.
La Creality Ender-3 V2 est une imprimante 3D FDM. Créalité

Une imprimante 3D ouvre la possibilité de créer à moindre coût des pièces de rechange, de dupliquer des conceptions disponibles en ligne ou de prototyper des produits entièrement nouveaux qui n'existent pas encore. Cette technologie incroyable existe depuis des décennies, mais n’est devenue abordable et facile à utiliser qu’au cours des dernières années.

Si vous n’avez pas exploré l’impression 3D récemment, il est temps d’y jeter un autre regard. Si vous débutez dans l’impression 3D, c’est le moment idéal pour vous lancer.