Quid de l’impression et du scan 3D ?

L’impression tridimensionnelle permet de produire un objet réel :

Modélisé en utilisant un outil de conception assistée par ordinateur (CAO) ou issue d’un scanner tridimensionnel, le fichier 3D est envoyé vers un logiciel spécifique qui le découpe en tranches et l’envoie à l’imprimante qui dépose ou solidifie de la matière couche par couche jusqu’à obtenir la pièce finale. C’est l’empilement de ces couches qui crée un volume.

Nous utilisons dans nos locaux 2 technologies différentes d’impression 3D :

  • Le FDM (Fused Deposition Modeling) : modelage par dépôt de matière en fusion

Cette technique consiste à faire fondre un filament de matière synthétique (généralement du plastique type ABS ou PLA) à travers une buse (un extrudeur) chauffée à une température variant entre 160 et 400 °C (dans le cadre de la fusion de polymères). Un petit fil de plastique en fusion, d’un diamètre de l’ordre du dixième de millimètre (dans le cadre de la fusion de polymères), en sort. Ce fil est déposé en ligne et vient se coller par re-fusion sur ce qui a été déposé au préalable. Le Fused Deposition Modeling est une marque déposée par l’inventeur de la technologie de dépôt de filament en fusion, Stratasys.

  • La SLA (Stéréolithographie) : une lumière UV solidifie une couche de plastique liquide

La photopolymérisation est le premier procédé de prototypage rapide à avoir été développé dans les années 1980. Il repose sur les propriétés qu’ont certaines résines à se polymériser sous l’effet de la lumière et de la chaleur.

Dans ce procédé, une plateforme mobile est plongée dans une cuve de résine liquide. Un laser fixe et un dispositif de contrôle du faisceau surplombent la plateforme. Les tranches constituant le modèle sont ainsi traitées une par une : le faisceau laser balaie la surface de résine liquide en fonction de la forme de la tranche définie informatiquement. Les surfaces ainsi produites sont superposées pour produire la structure complète. Une fois terminé, le modèle est sorti de la cuve et le mélange non polymérisé est dissous dans un solvant adéquat. La dernière étape consiste souvent en une cuisson de l’objet afin de le durcir, selon la résine utilisée.

  • Scanner 3D

Un scanner 3D mesure généralement le positionnement d’un échantillonnage de points dans un système de coordonnées (un nuage de points) de la surface d’un sujet pour ensuite en extrapoler la forme à partir de leur répartition : ce procédé est appelé une reconstruction 3D. Si la couleur de chacun des points est analysée, alors celle de la surface peut également être reconstituée.

Généralement, les données recueillies avec une seule passe ne sont pas suffisantes pour modéliser entièrement un sujet. Le travail doit être effectué de nombreuses fois, à partir de points de vue différents. Toutes les données recueillies doivent être réinterprétées et situées dans un système de coordonnées unique et regroupées.

Les scanners 3D se divisent en deux familles : celles nécessitant un contact avec le sujet et les autres. Les sans-contacts peuvent également être subdivisées en deux principales catégories, les scanners actifs et passifs. Ils se déclinent eux-mêmes en de nombreuses sous-catégories en fonction de leur principe technologique.

Nous utilisons dans nos locaux un scanner 3D à lumière structurée :

Les scanners 3D à lumière structurée projettent un motif lumineux sur le sujet et en observent la déformation. Elle est projetée sur le sujet à l’aide d’un vidéoprojecteur LCD . Une ou plusieurs caméras légèrement décalées du projecteur, enregistrent son éventuelle déformation. Une technique similaire à la triangulation est utilisée pour calculer la distance, et donc la position des points la représentant.