Lexique impression 3D : toutes les définitions

Comprendre les différents termes techniques associés à l’impression 3D est nécessaire si vous souhaitez en comprendre toutes les subtilités. Nous vous proposons donc un guide complet des termes et des définitions avec notre lexique impression 3D, qui sont destinés à vous permettre de tout comprendre lorsque vous abordez le domaine de l’impression 3D.

Quelles sont les grandes thématiques pour bien comprendre l’impression 3D ?

Les principaux éléments associés à l’impression 3D sont associés au fonctionnement des imprimantes 3D, des différentes technologies qui peuvent les composer, les matériaux qu’ils utilisent ou bien encore leurs différents domaines d’application.

Le fonctionnement de l’impression 3D

L’impression 3D, aussi connue sous le nom de fabrication additive, est un processus dans le cadre de la fabrication d’un objet tridimensionnel en superposant des couches d’un matériau prédéfini en fonction d’un modèle numérique.

Ce modèle, souvent conçu grâce à un logiciel de CAO, est converti en instructions G-code spécifiquement pour les imprimantes 3D. Une fois l’impression terminée, des étapes de post-traitement peuvent être nécessaires afin d’améliorer la qualité et l’apparence finale de l’objet.

Les technologies utilisées pour réaliser des impressions 3D

Les technologies d’impression 3D les plus courantes comprennent :

la technologie FDM (Fused Deposition Modeling ou dépot de fil fondu), qui fonctionne grâce à l’extrusion des filaments thermoplastiques fondus pour créer les superpositions de couches permettant de donner une forme à l’objet;
la technologie SLA (Stéréolithographie), qui utilise un laser pour durcir des résines photosensibles;
la technologie SLS (Selective Laser Sintering ou frittage par laser sélectif), qui emploie un laser pour fritter de la poudre polymère ou métallique en couches successives;
la technologie DLP (Digital Light Processing ou traitement numérique de la lumière), similaire au SLA mais utilisant une source de lumière numérique;
la technologie Multi Jet Fusion (MJF), qui utilise des agents de fusion et de finition avec un lit de poudre pour produire des objets à la fois détaillés et robustes.

Chacune de ces technologies présente des avantages et des limitations qui lui sont propres, et qui peuvent limiter leurs applications à certains domaines spécifiques, adaptées à différents types de matériaux et à différents besoins industriels.

Les matériaux utilisés dans le cadre de l’impression 3D

Les matériaux utilisés pour réaliser des impressions 3D varient en fonction de la technologie qui est employée ainsi que des applications qui sont visées.

Les thermoplastiques comme le PLA (Acide Polylactique), biodégradable et facile à imprimer, et l’ABS (Acrylonitrile Butadiène Styrène), qui résiste aux chocs et à la chaleur, sont couramment utilisés dans les processus d’impression FDM. Le PETG (Polyéthylène Téréphtalate Glycol) combine les avantages du PLA et de l’ABS, offrant résistance et facilité d’utilisation. Les résines photosensibles, qui sont utilisées dans les technologies SLA et DLP, permettent de réaliser des impressions détaillées et lisses.

Pour les applications plus industrielles, vous pourrez plutôt vous tourner vers des technologies SLS. Ces technologies fonctionnent grâce à des poudres polymères comme le nylon ou des poudres métalliques pour créer des pièces qui sont à la fois robustes et fonctionnelles. D’autres matériaux incluent des éléments composites renforcés de fibres, des céramiques et même des matériaux biomédicaux. Chacun de ces matériaux permettent de répondre à des besoins spécifiques en fonction de leurs propriétés mécaniques, de leur résistance chimique ou bien encore de leur biocompatibilité.

Les différents domaines d’application de l’impression 3D

L’impression 3D permet des applications dans de très nombreux domaines, permettant ainsi de révolutionner des secteurs comme la médecine, l’aéronautique, l’automobile ou bien encore la fabrication industrielle.

En médecine, l’impression 3D permet de créer des prothèses sur mesure, des implants ou bien encore des modèles anatomiques destinés à la planification chirurgicale. Dans l’aéronautique et l’automobile, ces technologies sont utilisées pour produire des pièces légères et complexes, améliorant ainsi les performances et réduisant les coûts de production. Les fabricants industriels utilisent ces technologies pour réaliser des prototypages rapides, ce qui tend à réduire les cycles de développement et à faciliter le développement d’itérations de design jusqu’à la création finale d’une pièce. L’impression 3D s’étend également aux secteurs de la mode, en permettant de personnaliser les vêtements et les accessoires. Le secteur de l’alimentation n’est pas oublié, puisque les technologies d’impression 3D sont utilisées pour créer des structures alimentaires innovantes. Enfin, l’architecture et la construction tirent également des bénéfices de l’impression 3D en réalisant des maquettes détaillées et des éléments de construction complexes.

Découvrir notre lexique impression 3D

Découvrez tous les termes que vous devez connaître pour bien tout comprendre de l’impression 3D.

Les termes commençant par A :

ABS : L’Acrylonitrile Butadiène Styrène (ABS) est un thermoplastique robuste et résistant aux chocs, souvent utilisé en impression 3D pour ses bonnes propriétés mécaniques ainsi que pour sa durabilité.
Adhérence de la première couche : La bonne adhérence de la première couche est essentielle en impression 3D pour assurer la stabilité des objets que vous imprimez, ce qui permet d’empêcher les déformations et les déplacements durant le processus d’impression.
Axes X, Y, Z : Les axes X, Y et Z représentent respectivement les directions latérale, longitudinale et verticale. Ce sont ces axes qui permettent le déplacement de la tête d’impression ou du lit d’impression afin de fabriquer des objets tridimensionnels couche par couche.

Les termes commençant par B :

Buse : La buse est l’élément métallique au travers duquel le filament fondu est extrudé et déposé sur le lit d’impression pour former les couches successives permettant de créer l’objet qui est en cours d’impression.

Les termes commençant par C :

Calibration : La calibration désigne le processus d’ajustement précis suivi par les imprimantes 3D, tels que le niveau du lit, le débit d’extrusion ou bien encore la température, afin de vous assurer que vous réaliserez des impressions précises et de haute qualité.
CAD : La Conception Assistée par Ordinateur (CAD) représente l’ensemble des logiciels et des technologies permettant de créer des modèles et des dessins techniques en 2D ou 3D grâce à de la modélisation géométrique. Ces technologies sont utilisées essentiellement dans le cadre de la conception détaillée et la fabrication assistée par ordinateur.
Chambre chauffée : Une chambre chauffée désigne un plateau d’impression capable d’être chauffé pour maintenir une température constante, améliorant ainsi l’adhérence et la stabilité des objets imprimés, notamment si vous travaillez avec des matériaux sensibles à la contraction et pour réduire le warping.

Les termes commençant par D :

Déformation : La déformation (warping en anglais) fait référence au phénomène où les bords ou les coins des objets que vous avez imprimés se soulèvent ou se courbent, souvent à cause des variations de température du lit d’impression ou aux tensions internes du matériau durant son refroidissement.
Direct Drive : la technologie Direct Drive se réfère à un système où l’extrudeuse est montée directement sur le chariot de l’imprimante, ce qui permet un contrôle plus précis et une meilleure gestion des filaments flexibles par exemple, par opposition au système Bowden, qui comporte une extrudeuse montée à distance de la tête d’impression.
DLP : La technologie Digital Light Processing (DLP) est une technologie d’impression 3D utilisant un projecteur numérique pour durcir des couches de résine photosensible à haute résolution. Ce processus permet de fabriquer des objets particulièrement détaillés et parfaitement lisses.

Les termes commençant par E :

Extrudeuse : L’extrudeuse est le mécanisme permettant de pousser le filament thermoplastique jusqu’à la buse, où il est fondu et forme les couches successives permettant de réaliser un objet imprimé en trois dimensions.

Les termes commençant par F :

Filament : Le filament est un matériau se présentant sous la forme d’un fil continu, souvent en plastique comme le PLA ou l’ABS. Il est utilisé comme matière première pour fabriquer des objets tridimensionnels.
Firmware : Le firmware désigne le logiciel embarqué dans l’imprimante 3D qui permet de contrôler l’ensemble de ses opérations matérielles, comme le mouvement des axes, la gestion de la température, ou bien encore la communication avec les slicers et les utilisateurs de la machine.
FDM : Le Fused Deposition Modeling (pour dépôt de fil fondu ou FDM) est une technologie d’impression 3D qui utilise des filaments thermoplastiques fondus et extrudés à travers une buse pour construire des objets couche par couche.

Les termes commençant par G :

G-code : Le G-code est le langage de programmation permettant de contrôler les mouvements et les actions des imprimantes 3D. Le G-code dicte à la machine les trajectoires qu’elle doit suivre, la vitesse à laquelle elle doit aller, la température à laquelle elle doit faire fondre le filament, ainsi que tous les autres paramètres nécessaires pour permettre la création d’objets tridimensionnels.

Les termes commençant par H :

Les termes commençant par I :

Infill : L’infill (ou remplissage) désigne la densité de remplissage interne d’un objet imprimé en trois dimensions. La quantité de matériaux déposés entre les parois extérieures, déterminées généralement en pourcentage, permet d’influer à la fois sur la solidité et sur le poids final de l’objet.

Les termes commençant par J :

Les termes commençant par K :

Les termes commençant par L :

Laminage : Le laminage (ou slicing) correspond au processus de conversion d’un modèle 3D en couches successives, chacune accompagnée d’instructions spécifiques permettant à l’imprimante 3D de savoir quelle est la trajectoire à suivre, la vitesse d’impression à respecter et la température à atteindre pour permettre la fabrication de l’objet couche par couche tel qu’il a été modélisé numériquement.
Lit chauffant : Un lit chauffant est la plateforme sur laquelle l’objet est imprimé et qui peut être chauffé à une certaine température afin d’en améliorer l’adhérence. Les lits chauffants permettent de bénéficier d’une première couche plus solide ce qui réduit le warping et permet l’utilisation de matériaux sensibles à la température.

Les termes commençant par M :

Modèle 3D : Un modèle 3D correspond à la représentation numérique tridimensionnelle d’un objet ou d’une forme, réalisée par le biais de la conception assistée par ordinateur (CAO) pour la visualisation, l’analyse et la fabrication à l’aide de technologies telles que l’impression 3D.

Les termes commençant par N :

Nozzle : voir “Buse”.

Les termes commençant par O :

Les termes commençant par P :

PETG : Le Polyéthylène Téréphtalate Glycol (ou PETG) est un matériau thermoplastique utilisé en impression 3D pour sa résistance, sa flexibilité et sa facilité d’impression. Ce matériau a pour principal avantage de combiner les propriétés du PLA et de l’ABS, tout en restant adapté à une gamme d’applications particulièrement large.
PLA : L’Acide Polylactique (PLA) est un bioplastique biodégradable et facile à imprimer en 3D. Ce matériau est très largement utilisé pour sa compatibilité environnementale, sa sécurité et sa facilité d’utilisation pour de nombreuses applications, notamment récréatives ou de décoration.
Post-traitement : Le post-traitement désigne toutes les étapes venant après l’impression en elle-même pour améliorer l’apparence, la résistance ou d’autres propriétés de l’objet qui a été imprimé en trois dimensions. Il s’agit principalement du ponçage, de la peinture, du polissage ou bien encore d’un traitement chimique tel que la galvanoplastie, par exemple.

Les termes commençant par Q :

Les termes commençant par R :

Raft : Un raft (ou radeau en français) est une structure de support temporaire ajoutée sous l’objet imprimé en trois dimensions afin d’améliorer son adhérence à la plateforme d’impression. Ces ajouts sont particulièrement utiles pour l’impression de pièces ne possédant qu’une petite surface de contact ou pour réduire le warping.
Raccordement : Le raccordement (ou bridging en anglais) correspond à la capacité d’une imprimante à créer des ponts ou des passages entre deux éléments éloignés sans avoir besoin d’utiliser du matériel de support. Cela nécessite une bonne gestion de la température et de la vitesse afin d’assurer la solidité de la structure qui est imprimée.
Rétrécissement : Le rétrécissement correspond à la contraction ou à la déformation dimensionnelle que peut subir un matériau suite au refroidissement une fois qu’il a été appliqué, ce qui influence la précision et la stabilité des objets imprimés.
Résine : La résine est un matériau liquide se polymérisant sous l’effet de la lumière UV ou d’une autre source d’énergie. Ce type de matériau est utilisé principalement dans les technologies SLA et DLP afin de créer des objets précis et détaillés par solidification successive des couches.

Les termes commençant par S :

SLA : La stéréolithographie (SLA) est une technologie d’impression 3D qui utilise un laser UV pour solidifier de façon sélective des résines liquides photopolymérisables en couches successives. Il s’agit de l’une des méthodes permettant la fabrication d’objets possédant des détails fins et dont la résolution s’avère remarquable.
SLS : Le Selective Laser Sintering (SLS) est une technologie d’impression 3D qui utilise un laser pour chauffer et fusionner des poudres de polymère ou de métal couche par couche. Cette technologie permet de créer des objets solides et complexes sans nécessiter l’ajout de supports.
Slicer : Un slicer (lamineur en français) est un logiciel permettant de convertir un modèle 3D en instructions spécifiques (voir “G-code”). Ce sont ces instructions qui permettent ensuite à l’imprimante 3D de fabriquer l’objet couche par couche, en permettant de paramétrer tous les aspects de l’impression tels que la vitesse d’impression, la température ou bien encore le niveau de remplissage.
STL : Un fichier STL (pour STereo-Lithography) est un format de fichier utilisé en impression 3D afin de représenter des modèles tridimensionnels sous la forme de maillages triangulaires. Ces fichiers sont très largement acceptés par les logiciels de conception assistée par ordinateur (CAO) et par les slicers, ce qui facilite la préparation des modèles 3D en vue de leur impression.
Supports : Les supports sont des structures temporaires ajoutées sous les parties surplombantes des objets imprimés afin d’assurer leur stabilité durant l’impression. Ces ajouts facilitent l’impression de détails complexes sans provoquer l’effondrement de l’objet.

Les termes commençant par T :

Table de construction : La table de construction, plaque de construction ou surface de construction désigne la surface sur laquelle vos objets sont imprimés. Cette surface est souvent chauffée pour favoriser l’adhérence du matériau et minimiser le warping. Ces surfaces peuvent se présenter sous différents matériaux comme le verre, le PEI ou le BuildTak et être texturées afin d’optimiser les résultats de vos impressions.
Taux de remplissage : voir “infill”.
Téflon : Le téflon (également désigné comme le Polytétrafluoroéthylène ou PTFE), est un polymère fluoré résistant à la chaleur, aux produits chimiques et à la friction. Il est utilisé dans le cadre de l’impression 3D principalement comme revêtement antiadhésif pour les tubes de guidage de filament et les surfaces d’extrudeuses.
Temps de refroidissement : Le temps de refroidissement fait référence à la période nécessaire après l’application de chaque couche d’impression pour permettre au matériau de durcir et de stabiliser. Bien surveiller cette donnée permet de réduire les risques de déformation et améliore la précision des détails présents sur votre impression.
Température d’extrusion : La température d’extrusion désigne la température à laquelle le filament thermoplastique est chauffé en vue d’être fondu et extrudé à travers la buse. C’est comme cela que le filament peut ensuite être utilisé pour former les couches d’un objet imprimé.
Température du lit chauffant : La température du lit chauffant fait référence à la chaleur contrôlée appliquée à la plateforme d’impression afin d’en améliorer l’adhérence. Cela permet de prévenir le warping en assurant une surface de travail stable et uniformément chauffée pour le matériau que vous avez choisi d’imprimer.
Thermistance : Une thermistance est un capteur de température utilisé pour mesurer avec précision la température de la tête chauffante, du lit chauffant ou d’autres composants critiques. Les températures relevées permettent à la machine d’ajuster automatiquement ses paramètres, afin d’assurer des conditions d’impression optimales.
Treillis : Le treillis (ou mesh en anglais) est une structure de support interne en forme de grille utilisée pour renforcer les objets imprimés, réduisant ainsi le poids et le temps d’impression tout en maintenant une stabilité structurelle importante.
Tridimensionnel : le terme tridimensionnel désigne la capacité de créer des objets ayant trois dimensions (une largeur, une hauteur et une profondeur) en ajoutant des couches de matériaux successives pour former une structure volumétrique tangible.

Les termes commençant par U :

Les termes commençant par V :

Vitesse d’impression : La vitesse d’impression correspond à la vitesse à laquelle la tête d’impression se déplace pour déposer du matériau fondu et construire ainsi chacune des couches d’un objet imprimé en trois dimensions. Cette vitesse influence directement le temps que durera l’impression ainsi que la qualité finale de l’objet obtenu.
Viscosité : La viscosité se réfère à la mesure de la résistance d’un matériau à l’écoulement. Cette mesure influence la facilité avec laquelle le matériau peut être extrudé à travers la buse, ainsi que la qualité de l’objet imprimé.

Les termes commençant par W :

Warping : voir “déformation”.

Les termes commençant par X :

Les termes commençant par Y :

Les termes commençant par Z :

Conclusion : pourquoi est-il important de connaître les termes associés à l’impression 3D ?

Il est crucial de connaître les termes associés à l’impression 3D car cette compréhension approfondie permet d’exploiter pleinement les capacités et les avantages de cette technologie. Maîtriser le vocabulaire spécifique à l’impression 3D vous aidera à mieux comprendre les processus qui se jouent lors de l’impression 3D, à optimiser les différents paramètres de vos impressions, à résoudre les problèmes techniques qui pourraient apparaître ou bien encore à communiquer efficacement avec d’autres utilisateurs de ces technologies.

Une bonne maîtrise de ces termes facilitera également l’apprentissage continu et l’adoption de nouvelles techniques et innovations, ce qui est essentiel dans un domaine en constante évolution comme l’impression 3D. Une bonne connaissance des termes techniques permet d’enrichir votre expérience en tant qu’utilisateur et améliore la qualité et la précision de vos différents projets d’impression 3D.

Photo de Jakub Żerdzicki sur Unsplash

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