Vous avez besoin d'une nouvelle articulation de l'épaule, d'une arme à feu ou de cette toute petite pièce qui rentre dans le jouet de votre enfant? Les imprimantes 3D ont le potentiel de changer nos vies et de faire de chaque personne un inventeur, un sculpteur ou un chef.
Ces imprimantes révolutionnaires sont de plus en plus visibles dans nos vies quotidiennes:
Michel-Ange a une fois expliqué que chaque bloc de pierre a une statue, et c'est la tâche de la sculpture de le découvrir. Une fois que l'artiste comprend l'image tridimensionnelle qu'il cherche, sa tâche est d'éplucher soigneusement le matériel étranger pour révéler la structure cachée. Si Michel-Ange avait pu utiliser une imprimante 3D, son processus de création aurait été exactement le contraire: partir de rien et créer progressivement son image mentale en ajoutant de la substance jusqu'à ce que la forme recherchée soit complète.
Le terme «impression 3D» est un terme impropre, car il y a peu de similitude avec l'impression bidimensionnelle par laquelle l'encre est appliquée sur le papier. Cependant, le processus est similaire à l'impression en ce sens que le résultat est l'accumulation de différentes couches de matériaux disposées séquentiellement sous différentes formes pour créer un objet tridimensionnel solide. Une description plus précise serait «fabrication additive», une méthode de création différente de la fabrication traditionnelle qui est basée sur l'enlèvement de la matière solide d'une masse plus grande non formée.
Le processus commence par une conception assistée par ordinateur (CAO) ou un scanner 3D pour traduire un modèle en mesures numériques tridimensionnelles. En utilisant le matériau sélectionné (liquide, poudre, papier ou matériau en feuille), plusieurs couches minces sont mises en place et fusionnées par chauffage, durcissement, centrage, laminage ou photopolymérisation pour former un seul objet unifié.
La technologie d'impression 3D a évolué au cours du dernier tiers du siècle; Un rapport de 2014 de Patent Insight Pro a répertorié environ 2 635 brevets liés à la technologie d'impression 3D qui ont été publiés depuis le début des années 1970. Bien que chaque brevet puisse être spécifique concernant ses revendications et sa justification pour justifier la délivrance d'un brevet, il peut généralement être classé en fonction de ce qui suit:
De nombreux observateurs de l'industrie affirment que le manque de pénétration dans les marchés de masse à ce jour est dû aux brevets étendus de différentes sociétés et à la probabilité de poursuites en matière de propriété intellectuelle. En termes simples, les entreprises n'ont pas dépensé les ressources pour exploiter la technologie parce qu'elles ont peur d'être poursuivies en justice.
Cet obstacle à la concurrence a empêché les nouveaux venus de pénétrer sur le marché et les prix ont été élevés; trop élevé, en fait, pour soutenir les applications de consommation de masse. La plupart des brevets couvrant la technologie de base ayant expiré en 2013 et expirant en 2014 et 2015, il y aura vraisemblablement une explosion de nouveaux produits et une réduction du prix des équipements similaire aux baisses d'autres matériels électroniques tels que les téléviseurs, les ordinateurs, et les téléphones mobiles. Les prix plus bas offriront l'accès aux consommateurs sur une base large pour la première fois.
Selon Pete Basiliere, analyste Gartner de l'impression 3D, une application grand public convaincante - quelque chose qui ne peut être créé chez soi que par une imprimante 3D - apparaîtra d'ici 2016 et aura un impact similaire sur les imprimantes 3D que la feuille de calcul pour le PC ou le ajout d'une caméra à un téléphone portable. Un rapport de Gridlogics Technologies prévoit que la technologie deviendra un produit de masse parce qu'elle permettra aux consommateurs de remplacer ou de créer des objets domestiques courants qui sont maintenant produits avec des méthodes de fabrication traditionnelles et incluent les coûts associés au marketing, à la logistique et à la gestion des stocks. Charles W. Hull, le créateur de la première imprimante 3D au milieu des années 1980 et le co-fondateur et directeur de la technologie de 3D Systems, prédit que l'industrie atteindra 4, 5 milliards de dollars d'ici la fin de la décennie.
Les utilisations futures de l'impression 3D sont encore en cours de découverte. Vous trouverez ci-dessous quelques-unes des applications actuellement en cours susceptibles d'être généralement utilisées en premier.
1. Médical
Selon CNN, les chercheurs utilisent déjà les imprimantes 3D pour imprimer de minuscules bandes de tissus d'organes (bioprinting), ainsi que des appendices faciaux (oreilles et nez). Les organes imprimés tels que les reins ou le foie - l'étape suivante de l'évolution de la technologie - pourraient être utilisés initialement pour le test des médicaments et des vaccins et, en fin de compte, produire des organes indispensables pour les transplantations.
Selon Basiliere, «les installations de bioprinting en 3D capables d'imprimer des organes et des tissus humains avanceront beaucoup plus rapidement que la compréhension générale et l'acceptation des ramifications de cette technologie». En réponse, Mike Titsch, rédacteur en chef de 3D Printer World affirme: "De nombreuses découvertes médicales majeures ont souffert d'une résistance morale, allant des greffes d'organes aux cellules souches. Est-ce que seuls les riches pourront se le permettre? Jouons-nous Dieu? En fin de compte, sauver des vies tend à l'emporter sur toutes les objections. "
2. Les membres artificiels
Des étudiants de l'Université de Washington ont développé un bras prothétique pour une jeune fille de 13 ans qui avait perdu son membre dans un accident de bateau. Bien que moins avancé que les autres prothèses, le coût de 200 $ pour les matériaux était considérablement inférieur au coût de 6 000 $ de dispositifs similaires, un facteur qui empêche une application généralisée dans de nombreuses entreprises.
Kylie Wicker, de Rockland, Illinois, née sans doigts à la main gauche, a reçu un jeu de doigts en plastique imprimés en 3D pour un coût de 5 $ et a été conçue par une classe d'ingénieurs du secondaire. Un professeur canadien travaille sur un processus d'impression 3D pour faire des prothèses à envoyer en Ouganda pour les victimes de leurs guerres civiles persistantes.
3. Mode
Fashion a utilisé l'impression 3D pour créer des robes et des accessoires visuellement superbes présentés sur les podiums de la Fashion Week de New York 2013, ainsi qu'une robe «fumée» unique dévoilée au Salon international de l'automobile de Francfort en 2013. La robe fumée crée automatiquement un voile de fumée chaque fois que quelqu'un entre dans l'espace personnel du porteur.
Lady Gaga portait la première robe volante au monde, Volantis, une autre robe imprimée en 3D, à l'ArtRave 2013. Continuum propose le premier bikini prêt-à -porter au monde, entièrement imprimé en 3D, le N12, nommé ainsi pour le matériau dont il est issu: Nylon 12.
4. Prototypes et modèles de test
Oxfam International, une confédération internationale de 17 organisations travaillant pour trouver des moyens pratiques et innovants pour sortir les gens de la pauvreté, s'est associée à E5EFactory.com pour développer des designs innovants pour résoudre les problèmes d'hygiène de l'eau dans les pays du tiers monde. Les conceptions peuvent être rapidement imprimées, testées et modifiées avant de passer à la production de masse. Les promoteurs estiment que les essais rapides de nouveaux dispositifs et les modifications ultérieures possibles avec l'impression 3D seront couronnés de succès dans des projets humanitaires tels que les dispositifs d'assainissement manuel pour les 2, 4 millions de réfugiés syriens qui vivent actuellement dans des conditions de surpeuplement et d'insalubrité.
L'inventeur italien Enrico Dini a développé une imprimante 3D, appelée D-Shape, qui lie les particules de sable entre elles pour créer une pierre sédimentaire. L'imprimante est censée permettre la construction d'un bâtiment quatre fois plus vite que les moyens conventionnels pour la moitié du coût. L'Urbee, une voiture hybride conçue par Kor Ecologic, est une voiture deux places qui peut atteindre 200 miles par gallon avec un coût estimé à environ 20 000 $ et qui est entièrement fabriquée par impression 3D.
5. Utilisation personnelle
Les gens pourront imprimer des bijoux, des articles ménagers, des jouets et des outils personnalisés, quelle que soit la taille, la forme ou la couleur qu'ils désirent, et imprimer des pièces de rechange chez eux plutôt que de les commander et d'attendre leur livraison . Selon le cabinet d'études Strategy Analytics, l'impression 3D à domicile pourrait évoluer vers une industrie de 70 milliards de dollars par an d'ici 2030.
Les imprimantes 3D pour l'alimentation peuvent même enfin résoudre le problème de faire manger des légumes aux enfants, car les parents auront la possibilité de les mouler dans toutes sortes de formes. Peut-être un bambin finicky pourrait être convaincu de manger des choux de Bruxelles s'ils étaient préparés sous la forme d'un dinosaure.
Bien que la promesse des imprimantes 3D soit substantielle, il existe des obstacles tout aussi importants à surmonter avant d'atteindre les attentes des promoteurs de l'industrie.
1. Manque d'imprimantes simples et peu coûteuses
Les imprimantes 3D vendues pour moins de 1 000 $ ont une capacité limitée, peuvent être difficiles à utiliser, peuvent ne pas être fiables et nécessiter un assemblage manuel. Bien que ces défauts seront éventuellement surmontés, il faudra peut-être beaucoup de tâtonnements et de temps avant qu'un modèle de consommation abordable soit disponible.
Un article de 2013 de Strategy + Business note que "quelle que soit la qualité d'une imprimante 3D, une usine de fabrication continuera à offrir des économies d'échelle dans les matières premières pour l'impression de l'artefact." à la maison pour fabriquer une fourchette en plastique ou une pièce d'échecs s'il peut l'acheter chez Walmart.
2. Manque de matériaux appropriés pour l'impression
Les imprimantes qui sont actuellement disponibles à des prix à la consommation (2 500 $ et moins) reposent sur la technologie de modélisation par dépôt par fusion et sur les plastiques PLA et ABS. Ce matériau n'est pas robuste et sa capacité d'utilisation est limitée. Les experts estiment que la prochaine génération devra utiliser des composites de carbone et des métaux si elle doit être utile au consommateur moyen.
Un article paru en 2014 dans The Telegraph du Royaume-Uni se moque des défenseurs de la nouvelle technologie qui proclament de tels avenirs brillants, notant que même les imprimantes 3D domestiques réussies "créent des modèles qui semblent avoir été laissés sur le radiateur quelques heures". à noter que si tout est très bien de télécharger des pièces d'armes sur Internet, mais sans les moyens de faire du métal (une capacité que les imprimantes 3D ne possèdent pas encore), "il est plus probable que vous vous débarrassiez de votre arme. "
3. Besoin de connaissances en conception CAO
Alors que les fichiers téléchargeables pour différents objets sont disponibles sur des sites tels que Thingiverse et Shapeways, ils sont généralement techniques et peuvent ne pas être compatibles avec toutes les imprimantes 3D. En raison du battage marketing entourant les imprimantes, elles peuvent être décrites comme plus faciles à utiliser que l'expérience des utilisateurs réels.
Tom Meeks, un contributeur du blog 3D Printer Users, note le parallèle entre les imprimantes 3D et le système de cafetières Keurig et l'importance de la conception et de la facilité d'utilisation, notant qu'il a fallu 16 ans à Keurig pour être accepté par le marché. Et il faut reconnaître qu'il y a beaucoup plus de buveurs de café que les utilisateurs potentiels d'imprimantes 3D. Les experts en marketing estiment que les imprimantes doivent être aussi simples à utiliser que les imprimantes laser conventionnelles ou matricielles si elles doivent être largement acceptées.
4. Lent, désordonné et potentiellement dangereux
Bien que parfaits pour les objets uniques ou compliqués et coûteux, les imprimantes sont trop lentes pour la fabrication de masse. Les matériaux utilisés et leurs émissions en cours d'utilisation, notamment les poudres, peuvent être salissants et potentiellement toxiques. Enfin, les imprimantes 3D actuelles utilisant du plastique PLA fonctionnent à des températures très élevées (220 à 230 degrés). Bien que ces problèmes ne soient pas insurmontables, ils prendront du temps et des investissements à surmonter.
On ne sait pas si les imprimantes 3D auront l'impact de la télévision, de l'ordinateur ou du téléphone mobile comme le souhaitent leurs défenseurs. À mesure que la technologie évolue, les possibilités et les avantages sont infinis. C'est certainement une technologie qu'un consommateur astucieux serait conscient et prêt à utiliser à mesure qu'il mûrit et devient un produit de consommation.
Qu'est-ce que tu penses? Êtes-vous intéressé à posséder une imprimante 3D?
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