Une imprimante 3D est un dispositif utilisé pour créer des objets en trois dimensions tels que des jouets, des outils, des pièces de maquette d’avion et bien plus encore, à partir d’un fichier numérique 3D. Il y a encore 10 ans, l’impression 3D était relativement confidentielle et inutilisée en dehors de la communauté professionnelle. Les machines étaient très coûteuses et sophistiquées, spécialement conçues pour un usage industriel et pas vraiment abordables pour le grand public. Elles étaient principalement utilisées par des concepteurs et des ingénieurs pour réaliser des prototypes de pré-production complexes, ou des dispositifs uniques. De nos jours, les imprimantes 3D sont de plus en plus accessibles au grand public, à des prix compétitifs, avec peu d’entretien et une multitude de fonctionnalités. Grâce à cela, le marché connaît un énorme afflux d’imprimantes 3D, et de nouveaux modèles sont annoncés presque chaque semaine. Dans un proche avenir, avoir une imprimante 3D à la maison sera aussi courant que d’avoir une télévision ou un ordinateur de bureau. Cependant, la question demeure : comment choisir une imprimante 3D correspondant à vos besoins ?

Technologie d’impression 3D

La première chose à connaître concernant les imprimantes 3D est la technologie d’impression, car toutes les imprimantes n’utilisent pas la même. La plupart des imprimantes 3D grand-public utilisent un processus appelé « Modélisation par dépôt de fil fondu » (FDM) également parfois appelé « Fabrication par fusion de filament » (FFF) ou « Impression par jets de plastique » (PJP). Cette technologie d’impression est le processus de fabrication d’un objet tridimensionnel consistant à fixer des couches successives d’un matériau spécifique (généralement du plastique), couche par couche, jusqu’à ce que la totalité de l’objet soit réalisée. Les couches sont comme des sections transversales horizontales de l’objet qui ont été créées par le logiciel de modélisation 3D et formées par extrusion d’une longueur continue de matière plastique, à l’aide d’une buse chauffée, qui durcit presque immédiatement après l’extrusion. Certaines autres imprimantes 3D grand-public utilisent un processus appelé « Stéréolithographie » (SLA) dans lequel un laser solidifie couche sur couche une résine photosensible pour former la pièce.

Voici quelques imprimantes 3D qui utilisent la technologie d’impression FDM :

Matériel, filament et bobines d’impression

Le point suivant à prendre en compte est le matériau compatible d’impression lui-même. La plupart des imprimantes 3D utilisent une bobine (ou dévidoir) de filament, qu’il soit en ABS (acrylonitrile butadiène styrène) ou PLA (acide polylactique), disponible en toutes sortes de couleurs. Beaucoup d’imprimantes dans le passé utilisaient à la fois l’ABS et le PLA, et beaucoup le font encore (telles que la Cube ou la CEL Robox). Ces deux matières plastiques sont connues en tant que thermoplastiques, ce qui signifie qu’elles peuvent être chauffées pour devenir souples (semi-liquides) et qu’une fois refroidies, elles reviennent à leur état solide, quel que soit le nombre de fois où le processus est répété. Le matériau ABS est souple, robuste et résistant aux hautes températures, ce qui explique pourquoi il est préféré par les professionnels. Le PLA peut sans aucun doute produire des couche d’une épaisseur plus mince, les angles sont imprimés de façon plus nette et il est disponible dans une large gamme de couleurs, ce qui explique qu’il soit préféré par les écoles et les amateurs. Une différence majeure cependant entre l’ABS et le PLA est que le PLA est à base de maïs et, en tant que tel, est nettement plus biodégradable. Néanmoins, vous n’avez pas à vous soucier que vos pièces se « dégradent » trop rapidement car le PLA dure tout de même très longtemps. Quelques autres options sont également disponibles :

 Nylon :  il existe plusieurs types de matériau de nylon utilisés dans l’impression 3D, le plus populaire est le nylon 618. Il a une couleur blanc naturel qui peut être colorée en fonction de vos goûts. Il a une grande biocompatibilité et est principalement utilisé dans l’industrie médicale.

 Résine :  ce matériau crée en particulier des objets souples et précis grâce à sa texture riche. Toutefois, l’exposition d’un objet imprimé en résine à la lumière UV entraîne sa décoloration. Les utilisateurs de ce type de matériau enduisent souvent le modèle d’un vernis après l’impression.

 Bois :  ce filament est un mélange de bois recyclé et de polymère liant. Si vous souhaitez créer des objets qui ressemblent à du bois et en ont l’odeur, ce matériau d’impression est pour vous. Le processus d’impression avec du bois est très similaire à celui de l’ABS et du PLA.

 HIPS :  le filament polystyrène à résistance élevée aux chocs est un bon exemple des matériaux 3D de support. Il dispose d’une propriété intéressante qui le rend particulièrement bien adapté en tant que matériau de support. Toutefois, ses filaments présentent des problèmes d’adhérence, ce qui peut être réduit en utilisant un lit chauffé pendant l’impression.

 Acier inoxydable :  ce matériau est un mélange hybride d’acier inoxydable et de bronze. Il s’agit du plus dur de tous les matériaux d’impression 3D. Généralement, les imprimantes de bureau 3D ne peuvent pas imprimer à l’aide de ce matériau.

L’ABS et le PLA sont disponibles en bobines* de deux tailles courantes de diamètre du filament : 1,75 ou 3 mm, et toutes les imprimantes 3D ne sont pas compatibles avec ces deux diamètres à la fois. Il convient de noter que certaines imprimantes 3D disposent d’une cartouche spéciale d’ABS ou de PLA et, comme tel, il est fortement recommandé que vous achetiez le filament de rechargement fabriqué par le même fabricant que l’imprimante 3D. Un exemple en est les imprimantes 3D Cube qui utilisent des cartouches telles que celles ci-dessous :

*Plus de couleurs de filaments en ABS et PLA sont disponibles ici.  

Contrairement au filament qui est à présent presque normalisé en deux tailles (1,75 et 3 mm), les bobines existent encore dans de nombreuses tailles différentes. La taille et les dimensions des bobines sont des caractéristiques importantes à prendre en compte, car elles sont différentes d’une imprimante à l’autre. La première chose à noter est que certaines imprimantes 3D ont un support de bobine de filament fermé tandis que chez d’autres celui-ci est ouvert. Généralement, les imprimantes dotées d’un support de bobine fermé utilisent des bobines faites par le fabricant ou, parfois, spécialement conçues pour cette imprimante 3D. Pour choisir une bobine de filament appropriée à votre imprimante 3D, vous pouvez avoir besoin de connaître les diamètres externe et interne de la bobine, le diamètre du trou de montage et le poids.

Support de bobine de la MostFun Sail

Support de bobine de la MostFun Sail

Propriétés de l’impression 3D

Nous vous conseillons de choisir une imprimante 3D adaptée à vos besoins en fonction de plusieurs attributs clé de performance. Voici quelques aspects des performances d’impression 3D à prendre en compte lorsque vous comparez des imprimantes 3D :

Volume de fabrication/ Espace d’impression :  bien évidemment, plus la zone de fabrication est grande, plus les objets qui peuvent être créés dans l’imprimante le sont aussi. Le plus grand volume de fabrication pour des imprimantes 3D commerciales, lors de la rédaction de cet article, est obtenu par Stéréolithographie (SLA), permettant aux concepteurs et aux ingénieurs d’imprimer des objets jusqu’à 1 m³ (des imprimantes à « usage unique » ont créé des pièces encore plus grandes). Pour la plupart des imprimantes 3D de bureau/ grand-public, le volume de fabrication ne dépasse pas 380 mm³. Généralement, les fabricants d’imprimantes 3D fournissent le volume ou les dimensions de fabrication (largeur x profondeur x hauteur) en pouces ou en millimètres :

Volume de fabrication de la CEL Robox® Dual-Head  : 210 x 150 x 100 mm

Imprimante CEL Robox® Dual-Head

Volume de fabrication : 210 x 150 x 100 mm

Volume de fabrication de la MakerBot Replicator Z18 : 305 x 300 x 457 mm

Imprimante MakerBot Replicator Z18

Volume de fabrication : 305 x 300 x 457 mm

Vitesse d’impression : une imprimante FDM 3D type de bureau imprime environ de 40 à 150 mm/s. Cela signifie que l’imprimante est en mesure d’extruder de 40 à 150 mm de filament fondu à chaque seconde. Cette caractéristique est directement dépendante de la résolution d’impression. Plus la résolution est élevée, moins la vitesse le sera, et vice-versa. Le type de matériau utilisé et le niveau de complexité de l’impression peuvent également influer sur la vitesse d’impression. En dépit d’un même volume, un modèle avec beaucoup d’angles et d’arêtes sera, par exemple, imprimé plus lentement qu’une sphère.

Résolution de couche :  comme pour une photographie, la résolution de l’objet imprimé final peut être choisie et vous pouvez décider de créer des objets en haute et basse résolution. Un objet en haute résolution tend à être relativement lisse, dispose de couches très minces et, parfois (à très haute résolution), il est difficile de distinguer individuellement chaque couche, alors qu’un objet à faible résolution a des couches plus épaisses, et il est facile de distinguer chaque couche. Certaines imprimantes 3D vous permettent de saisir une valeur pour la résolution de la couche (chaque imprimante dispose de valeurs minimales et maximales) tandis que d’autres offrent deux ou plusieurs options de résolution telles que « basse », « moyenne » et « élevée » :

Impression basse résolution

Impression basse résolution

Impression haute résolution

Résolution moyenne

Extrudeuses :  avec les imprimantes FDM, l’ensemble extrudeuse comporte une buse d’impression chauffée (la pièce responsable de la fusion et de l’extrusion des matériaux d’impression) ainsi qu’un moteur qui pousse le filament dans la buse, un capteur de température, et souvent un système de refroidissement pour le moteur lui-même. Un aspect important à prendre en compte est le nombre d’extrudeuses que comporte une imprimante 3D. Avec plus d’une extrudeuse, vous pourrez imprimer un objet en différentes couleurs et/ou différents matériaux. La plupart des imprimantes 3D du marché disposent d’une buse par extrudeuse, à l’exception de l’imprimante 3D CEL Robox qui comporte deux buses pour une extrudeuse, ce système à double buse pouvant améliorer la vitesse d’impression jusqu’à 300 %.

Imprimante 3D CEL Robox avec 2 buses

Réglages des 2 buses de la CEL Robox

Imprimante 3D CubeX Duo avec 2 Extrudeuses

Imprimante 3D CubeX Duo avec 2 extrudeuses

Imprimante 3D CubeX Trio avec 3 Extrudeuses

Imprimante 3D CubeX Trio avec 3 extrudeuses

Caractéristiques

Outre l’impression d’objets 3D, les imprimantes 3D offrent de nombreuses fonctionnalités intéressantes qui peuvent faciliter l’expérience d’impression et la rendre agréable. Certaines de ces caractéristiques sont énumérées ci-dessous :

 Connectivité :  la plupart des imprimantes 3D dépendent d’une connexion USB (généralement de type B) et d’un ordinateur pour imprimer un objet en utilisant un logiciel de découpage. Certaines imprimantes ont la capacité d’imprimer via Ethernet ou sans fil grâce à une connexion WiFi (depuis un PC ou même un téléphone portable). Il est intéressant de savoir que quelques imprimantes 3D incluent un port USB ou un lecteur de carte SD afin de ne pas dépendre d’un ordinateur externe durant le processus de fabrication.

 Écran LCD et affichage :  c’est toujours un plaisir de disposer d’un affichage visuel sur les accessoires, et les imprimantes 3D n’y font pas exception. Il peut s’agir d’un écran LCD graphique ou à caractères, d’un écran tactile ou même de DEL de couleur qui relayent des informations d’impression utiles, telles que la progression de l’impression, par exemple.

Afficheur de la MakerBot Replicator Z18

Afficheur de la MakerBot Replicator Z18

 Assemblé ou en Kit :  aujourd’hui, il est de plus en plus facile de construire des gadgets et d’inventer des appareils chez soi. Certains fabricants d’imprimantes 3D donnent à l’utilisateur la possibilité d’assembler leur propre imprimante 3D sans trop de difficulté. Toutes les imprimantes 3D ne sont pas livrées assemblées, certaines d’entre elles sont livrées sous forme d’un kit à monter soi-même, comme l’imprimante 3D Makeblock Constructor. Cette approche se traduit souvent par des économies de prix puisque le fabricant n’a pas à assembler, étalonner et tester la machine.

 Caractéristiques supplémentaires :  les imprimantes 3D sont livrées sous différentes formes et aspects, mais aussi avec une gamme de fonctionnalités et d’accessoires supplémentaires. Avant d’acheter une imprimante 3D, il serait sage de prendre en compte certaines de ces fonctionnalités supplémentaires. Voici quelques exemples de ce que votre future imprimante 3D peut inclure :

      – Imprimante 3D tout-en-un :  une imprimante 3D qui combine la copie, l’impression, la numérisation et la télécopie en une seule machine. Comme l’imprimante 3D Zeus Tout en Un :

      – Caméra :  une caméra embarquée peut être utile pour la surveillance des impressions. Surtout, la caméra est accessible via un PC ou un téléphone mobile, de sorte que vous pouvez toujours avoir un œil sur vos objets en cours d’impression et prendre facilement des photos de l’impression finale :

      – Reconnaissance automatique du matériau :  certaines imprimantes 3D reconnaissent automatiquement le matériau d’impression installé. Selon le type du filament, l’écran de l’imprimante affiche PLA, ABS ou tout autre matériau. Comme l’Imprimante 3D CEL Robox® Dual-Head :

    – Esthétique :  bien qu’il ne s’agisse pas d’une caractéristique technique, l’apparence d’une imprimante peut jouer un rôle important et influencer votre choix. Pour cette raison, les nouvelles imprimantes 3D disposent de châssis attrayants, et les machines n’ont plus l’apparence de choses ayant été conçues dans un garage, mais sont plutôt un plus professionnel et esthétique à l’atelier. :

Logiciel d’impression 3D

La plupart des imprimantes 3D offrent leur propre logiciel d’impression 3D (ou logiciel de découpage) qui peut ouvrir et imprimer des fichiers STL. Un fichier STL est le format de fichier standard que vous pouvez utiliser pour imprimer votre modèle 3D et en faire un objet physique. Il contient les informations (séries de triangles et leurs coordonnées XYZ) nécessaires pour produire un objet physique couche par couche. Comme une imprimante 2D traditionnelle, grâce à un logiciel d’impression 3D, vous pouvez faire pivoter, redimensionner et mettre à l’échelle le modèle. Vous pouvez également choisir différents paramètres d’impression 3D tels que l’épaisseur de la couche et le type de remplissage. Cependant, pour concevoir et créer vos propres objets, vous pouvez avoir besoin d’un logiciel de modélisation 3D. Il existe une vaste gamme de logiciels de modélisation 3D libres et commerciaux qui vous aideront à donner vie à votre création (123D Design, Sketchup, Autodesk Inventors Fusion …). Le fichier STL peut être généré en utilisant la plupart des programmes de modélisation 3D. Voici un tableau d’aide à la décision pour vous aider à choisir le logiciel de modélisation 3D correspondant à vos besoins :

Tableau d'aide à la décision pour logiciel de modélisation 3D

Tableau d’aide à la décision pour logiciel de modélisation 3D

Prix

Enfin et surtout, choisir une imprimante 3D c’est comme choisir tout autre appareil ménager. Cela va dépendre du budget que vous êtes prêt à investir. En ce qui concerne les imprimantes 3D de bureau, la fourchette de prix va de 200 à 4 000 $. Inutile de dire que, plus le prix est élevé, plus la qualité des impressions l’est aussi et plus vous disposez de fonctionnalités. Généralement, le prix de l’imprimante reflète directement ses qualités et fonctionnalités d’impression. Cependant, grâce à l’augmentation de la popularité des imprimantes 3D et à la rude concurrence entre les fabricants, les prix des imprimantes ne cessent de baisser tandis que la qualité s’améliore.

Conclusion

Pour finir, choisir une imprimante 3D c’est un peu un défi. Toutefois, lorsque vous vous posez la question : À quoi va-t-elle me servir ? Vous êtes déjà sur la bonne voie. Nous espérons que cet article a été assez utile pour guider votre choix, en vous proposant les caractéristiques les plus importantes que toutes les imprimantes 3D ont en commun. Avant de prendre une décision, essayez de prendre du recul et de visualiser toutes les spécifications importantes dont vous avez besoin pour votre application, et de les comparer avec les imprimantes 3D existantes. Vous achèterez alors la bonne.

Voici notre Tableau de comparaison des imprimantes 3D qui va vous aider à choisir l’imprimante 3D dont vous avez besoin.

Si vous avez encore des questions sur le choix d’une imprimante 3D, n’hésitez surtout pas à nous contacter via notre Forum.