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Impression en 3D. Une révolution semblable à l’Internet il y a 20 ans

Que diriez-vous de déguster un bon steak confectionné à partir d’une imprimante 3D ou encore d’acquérir une réplique d’une Mustang de l’année en chocolat construite à partir d’un système de fabrication additive ? Au-delà de ces expériences insolites, ce procédé unique aux capacités quasi illimitées et qui évolue à la vitesse de l’éclair s’adapte de plus en plus à la production industrielle. Toutefois, le 3D n’est pas une panacée et il faut en saisir l’usage et s’employer à préciser clairement nos besoins.

Hugo Contant, spécialiste en prototypage chez le Groupe A&A

Hugo Contant, spécialiste en prototypage chez le Groupe A&A

Le secteur de l’impression tridimentionnelle est en pleine effervescence. Datant du milieu des années ’80, cette méthode de superposition de couches successives de matière permet de reproduire des objets aux formes variées et souvent inusitées à l’aide d’un fichier informatique représentant la pièce en trois dimensions.

Le procédé 3D diffère de beaucoup de la fabrication conventionnelle qualifié de soustractive.

« En découpe numérique, explique Hugo Contant, spécialiste en prototypage chez le Groupe A&A, on enlève de la matière à un bloc de métal, par exemple, alors qu’en fabrication additive, on ajoute du matériel afin de créer l’objet. »

Selon les normes officielles, on dénombre sept familles de procédés de fabrication additive qui diffèrent selon le type d’équipement et la pièce qui sera produite. Ces systèmes fonctionnent tous suivant le même principe, soit la superposition de couches de matériaux. La différence principale réside alors dans la façon dont les couches et la matière choisie sont utilisées.

De la pièce en métal aux aliments

Les principaux matériaux servant à ce savoir-faire sont multiples et souvent inusités. De la céramique aux cellules organiques, du bois aux cires, du sucre aux fibres de carbone, du papier au cacao, tout y passe. Toutefois, les matières plastiques (polymères) sont les plus populaires; les métaux (aluminium, acier, titane, cobalt, etc.), quant à eux, sont utilisés à l’état de poudre.

Les produits fabriqués en 3D sont des plus variés. On peut générer des tissus humains, fabriquer des véhicules, des moules, de la peau, des bijoux, des jouets, des aliments ou encore des pièces pour moteurs d’avion, des prothèses dentaires, des briques et j’en passe…

Un réseau est né

En 2014, afin de permettre aux entreprises de s’approprier la technologie, le Centre de Recherche Industrielle du Québec (CRIQ) a procédé à l’acquisition d’un équipement d’avant-garde pour la production de pièces de métal en fabrication additive ou en impression 3D.

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Béatrice Guay Pepper, coordonnatrice du du Réseau Québec – 3D

De plus, la production de courtes séries, la modélisation, l’optimisation de procédés et la conception de produits en 3D font partie de l’offre de l’institution. Dans cette perspective et sous l’égide du CRIQ, on assistait à la naissance du Réseau Québec – 3D visant à regrouper l’expertise et favoriser l’utilisation de la nouvelle technologie au Québec.

D’autre part, cet outil développe des fonctionnalités qui n’existent pas en méthode conventionnelle. À titre d’exemple, un fabricant de crème glacée souhaitait améliorer le couvert du contenant puisqu’il se déforme au congélateur. On fabrique un moule spécial intégrant de minuscules labyrinthes dans lesquels on injecte un refroidissant. En injectant le plastique dans le moule, il prend sa forme deux fois plus vite.

« La fabrication additive, de dire la représentante du CRIQ, permet de concevoir la forme d’un objet différemment tout en obtenant la fonctionnalité recherchée. La technologie contribue à produire mieux, plus rapidement tout en offrant des applications personnalisées. »

Certaines techniques ont de quoi étonner.

« Une construction alvéolée à l’intérieur de la composante d’un réacteur d’avion, illustre Hugo Contant du Groupe A&A, offre une résistance mécanique supérieure, tout en ayant un poids allégé de manière drastique. Qui plus est, on peut augmenter la dissipation de chaleur. »

Les impacts de l’impression tridimentionnelle dépassent largement le domaine de la fabrication industrielle.

« Cette technologie novatrice, de conclure Madame Guay-Pepper, a une influence sur la manière dont les pièces sont conçues, sur les temps de mise en marché, sur la personnalisation des objets, sur la manière dont les produits sont transportés et livrés au consommateur. »

RQ-3D coordonnateurs des comités


Linda Neault, Cégep de Trois-Rivières, Comité Formation de main-d’œuvre hautement qualifiée; Julie Paquin, Pro-gestion, Comité Mise en place de la chaîne de valeur ; Éric Lavoie, Institut de recherche Hydro-Québec (IREQ), Comité Benchmarking international ; Béatrice Guay Pepper, Réseau Québec – 3D (CRIQ) ; Vladimir Brailovski, Comité Recherche et développement, École de technologie supérieure (ÉTS).

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