La fabuleuse histoire de l’impression 3D

La fabrication additive cela vous parle ? Et si je vous dis « impression 3D » ! Ces 2 termes sont synonymes, le 1er est plus utilisé par les professionnels et le 2ème par le grand public. C’est ce dernier que la plupart d’entre nous connait. Par une série d’articles (celui-ci étant mon 1er), je vais vous emmener dans l’univers qui me passionne et vous racontez la fabuleuse histoire de l’impression 3D 😉

Mais connaissez-vous son histoire ?
Entre fantasme et réalité !

Tout d’abord, avant de vous raconter cette fabuleuse histoire de l’impression 3D, que signifie « fabrication additive » ? C’est le procédé de mise en forme d’une pièce en 3 dimensions par ajout de matière et par empilement de couches successives. C’est important d’avoir cela en tête pour mieux comprendre et suivre son évolution au fil du temps.

L’ancêtre de l’impression 3D remonte aux années 1859-1860 lorsque François Willème inventa la photosculpture. Ce procédé permet d’obtenir une sculpture identique au modèle photographique. Voici comment cela fonctionne et vous trouverez son brevet ici

Brevet photosculpture François Willème

Mais son principe fondateur remonte lui à 1890. A cette époque, J.E. Blanther décide d’utiliser un procédé pour fabriquer des cartes topographiques en 3D. Pour obtenir le relief, le principe est d’utiliser des feuilles de cire découpées et empilées. Ensuite, on lisse pour obtenir les altitudes et les dépressions représentant les collines et les vallées. Voici un exemple et vous trouverez son brevet ici

Brevet J.E. Blanther

Les fantasmes deviennent de plus en plus réalité !

Dans cette fabuleuse histoire de l’impression 3D, la fabrication additive fit aussi parti de l’imaginaire d’Arthur C. Clarke (L’auteur de 2001 : l’Odyssée de l’espace) qui a déclaré en 1964 qu’un jour nous pourrions répliquer les objets comme on imprime un livre. Il a même donné un petit nom à cette machine : « The Replicator » !

By Matthew Hockenberry sur YouTube

Puis, c’est au tour d’Hergé, en 1972, de faire ressurgir ce concept avec l’invention du professeur Tournesol dans « Tintin et le Lac aux requins ». Vous vous souvenez de cette machine qui transforme une pâte spéciale en chapeau des Dupondt et que les méchants veulent voler. Non ? Alors, foncez lire l’album ou regardez le long métrage !

Entre temps, les techniques évoluent. En 1972, Pierre Ciraud dépose des brevets au sujet de création d’objet 3D avec de la poudre et des lasers (Prémices du SLS ?). Un procédé similaire à celui-ci fut inventé par R.F. Housholder qui a breveté le concept en 1979 mais ne l’a jamais commercialisé.

Qui est alors à l’origine ?

Tout d’abord, c’est en 1980 que la fabuleuse histoire de l’impression 3D commence. Le Dr Hideo Kodama de l’Institut Municipal de Recherche Industrielle de Nagoya développe un moyen de créer des objets 3D en plastique avec un polymère (résine) liquide durci aux UV avec le principe de le fabriquer tranche par tranche. C’est la naissance de la « Stéréolithographie » (SLA) ! Cependant, son dépôt de brevet arrivant trop tard, il ne pourra en bénéficier. C’est le 1er vrai concept de ce qu’on va appeler communément « impression 3D » !

Hideo Kodama

Hideo Kodama

Technique impression 3d SLA Hideo Kodama

Et dire que les français étaient en avances !?

Puis, cocorico, lors d’un déjeuner en 1983, Alain Le Méhauté (Alcatel) en parlant avec Olivier de Witte (CILAS) décide de créer une imprimante 3D. Il veut prouver sa théorie sur la géométrie fractale. Cependant, la technique n’est pas parfaite et il y a beaucoup de déchet. C’est là que Jean-Claude André (CNRS) entre en scène. Il leur propose de solidifier la résine liquide en surface plutôt que dans la masse. Cela résout leur problème et il dépose leur brevet, 3 semaines avant leur concurrent américain Chuck Hull, le 16 Juillet 1984 !

Hélas, leur société devait faire des restrictions budgétaires et ne voyant pas de potentiel commercial, le brevet sera abandonné… Si vous voulez en savoir plus, voici un excellent article de Capital avec des interviews vidéos d’Alain Le Méhauté et de Jean-Claude André

1984-1986 : Naissance de la 1ère technique
La 
« Stéréolithographie »
ou 
« stereolithography apparatus » (SLA)

Finalement, 3 semaines plus tard le 08 Août 1984, c’est Chuck Hull qui déposera le brevet commercial sur la « Stéréolithographie » ou « stereolithography apparatus » (SLA) et qui donnera son nom à l’extension du fichier d’impression, le fameux «.stl». Pour la petite histoire, il travaillait dans une entreprise qui fabriquait des revêtements pour meubles qui utilisaient des lampes à ultraviolets. Il constate que pour produire des prototypes de petites pièces en plastique cela mettait jusqu’à deux mois.

Il décide alors de fabriquer son imprimante en utilisant les ultraviolets. En 1986, il crée sa société, le géant 3D System et, pour certain, c’est cette date qui est considérée comme celle du brevet. Le brevet est ici à vous de vous faire votre opinion ! 3D System proposera sa 1ère imprimante 3D la SLA-1 en 1987 !

1987-1989 : Naissance de la 2ème technique
« Sintering Laser System » (SLS)
ou « Frittage Laser Sélectif » (FLS) en Français !

Puis, Carl Deckard développe la technique de « Sintering Laser System » (SLS) ou « Frittage Laser Sélectif » (FLS) en Français ! Cette technique consiste à utiliser une poudre (plastique ou métal) au lieu de la résine liquide et de la fritter (chauffée et fusionnée) grâce à la puissance d’un laser. Il était étudiant en génie mécanique à l’Université du Texas quand il imagine cette technique. Il dépose le brevet en 1987. Celui-ci fut délivré en 1989. Ce brevet est passé de main en main, d’abord concédé sous licence à DTM Inc, qui l’a ensuite vendu à 3D Systems, en 2001, à une valorisation de 45 millions de dollars !

Carl Deckard et Joseph Beaman

Carl Deckard et Joseph Beaman

1989-1992 : Naissance de la 3ème technique
« Fused Deposition Modelling » (FDM)
ou « Fused Filament Fabrication » (FFF)

MakerBot Replicator

Imprimante 3D MakerBot Replicator

MakerBot Replicator 2x

Imprimante 3D MakerBot Replicator 2x

Enfin, en 1988, Scott Crump inventa ce que la plupart de nous connaissons, c’est la technologie de « Fused Deposition Modelling » (FDM) ou dépôt de fil fondu en Français. Sachant que le nom de cette technique a été déposé comme une marque, les concurrents ont dû appeler leurs techniques « Fused Filament Fabrication » (FFF) ou dépôt de filament. Mais, c’est la même chose !

Son idée est venue car il veut fabriquer un jouet, une grenouille (froggy) pour sa fille de 2 ans. De plus, il souhaite expérimenter une machine qui fabrique des objets en 3D. Dans sa cuisine, il teste d’abord un mélange de cire avec du plastique qu’il utilise avec un pistolet à colle. Cela ne donne pas grand-chose d’esthétique. Il pense alors à automatiser la tâche et pense à robotiser le processus sur un repère cartésien XYZ. La technique que nous connaissons était née. Il dépose alors le brevet en 1989 avec sa femme et il crée un autre géant du milieu de l’impression 3d : Stratasys ! La 1ère imprimante fonctionnelle sera créée en 1992.

C’est déjà fini ?

Ces 3 techniques vont poser les bases de la fabuleuse histoire de l’impression 3DUne des 4èmes révolutions industrielles est en marche ! Vous allez me dire : « C’est bien, il me parle de “Stéréolithographie” (SLA), de “Sintering Laser System” (SLS), de “Fused Deposition Modelling ” (FDM) mais qu’est-ce que c’est exactement ? Et bien ce sera le sujet de mes prochains articles qui vous présenteront plus profondément ces techniques.

Pour le SLA, par exemple, il vous suffit de suivre le lien ci-dessous 😉

Et si vous en voulez encore, voici 1 lien vers un article intéressant :

By | 2019-02-24T13:23:10+00:00 January 7th, 2019|innovations, IoT, Tech & Innovation|2 Comments

About the Author:

Promo 2018-2019 du @MBADMB, je suis passionné par le digital et j'💕tweeter à la pause café ☕️. J'aime parler d'#impression3D, d'#homeassistant, d'#IA, de #socialmedia, d'#IoT, de #VR, d'#AR, de #MR, de #drones ou tout simplement de #TransfoNum. J'espère que votre lecture vous a plu et si vous avez des questions alors je me tiens à votre disposition pour échanger 😉 #MBADMB

2 Comments

  1. Baptiste_16 7 January 2019 at 16 h 22 min - Reply

    Article très complet 😉 Etant passionné de nouvelles techno je trouve le parcours de cette technologie passionnant ! Dixit Alain Le Méhauté dans une interview retraçant cette invention ( http://www.primante3d.com/inventeur/ ) « Il faut apprendre à innover comme on apprend à marcher… en prenant le risque de tomber »

  2. Valery HAPIOT 27 January 2019 at 22 h 31 min - Reply

    Etant passionné par cette technologie, je souhaitais être le plus complet possible.
    Quand j’ai débuté, j’ai lu plusieurs sites. Je trouvais beaucoup d’info mais je n’en ai pas trouvé avec toutes les infos.
    C’est ce que j’ai essayé de faire 😉
    Je te remercie !

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