Si beaucoup considèrent l’impression 3D comme une technologie révolutionnaire, cela n’est en réalité pas le cas. L’impression tridimensionnelle a vu le jour il y a plus de 35 ans. Les précurseurs ont déposé les premiers brevets dans les années 80 et depuis, cette technologie n’a de cesse de progresser au fil des années. Voici la petite histoire de l’impression 3D.
L’impression 3D : du rêve à la réalité
L’impression en 3 dimensions a été imaginée et abordée dans les années 1960 par Arthur C. Clarke, écrivain de sciences-fictions. Ce dernier évoquait à l’époque une machine capable de répliquer des objets comme on imprimait des livres. On parle également d’impression 3D dans le dessin animé « Tintin et le lac aux requins » dans lequel le professeur Tournesol avait inventé une photocopieuse tridimensionnelle.
De la (science) fiction à la réalité, il n’y a qu’un pas. Les premiers essais pour imprimer des objets ont été réalisés à la fin des années 1960, précisément aux États-Unis dans la Battelle Memorial Institute. Au cours des années 1970, les chercheurs se sont davantage concentrés sur le développement des techniques sans qu’aucun ne parvienne à obtenir des résultats satisfaisants.
Ce n’est qu’à partir des années 1980 que des essais encourageants ont été réalisés. C’est aussi au cours de cette période que les premiers brevets seront déposés.
Les années 80 : les débuts de l’impression 3D et ses méthodes
L’impression 3D ainsi que les principales méthodes d’impression ont concrètement vu le jour dans les années 80. C’est le japonais Hideo Kodama qui réalise les premiers essais prometteurs en 1980, grâce à sa méthode de prototypage rapide basée sur un procédé de production couche par couche. Cette méthode est d’ailleurs considérée comme l’ancêtre de la stéréolithographie (SLA). Malheureusement pour lui, le dossier de dépôt de brevet n’a pas été rempli avant la date limite.
Quatre ans plus tard, une équipe d’ingénieurs français dépose le premier brevet sur la fabrication additive. Olivier de Witte, Jean-Claude André et Alain le Méhauté s’intéressent également à la technologie de la stéréolithographie, mais le projet fut très rapidement abandonné par manque d’opportunités commerciales.
Au cours de la même période, l’ingénieur américain Charles Hull s’est, lui aussi, intéressé à cette technologie et a suggéré à son entreprise de revoir le procédé de fabrication en utilisant les rayons ultraviolets. Après plusieurs années de recherche dans son laboratoire, il parvient finalement à créer une première pièce dans sa totalité via l’impression. Encouragé par cette réussite, il déposa à son tour un brevet pour la stéréolithographie en 1986, devenant ainsi l’inventeur de l’impression 3D.
Il fondera ensuite la 3D Systems Corporation et lance dans la foulée la SLA-1, la première imprimante 3D commercialisée en 1987. Une année plus tard, Carl R. Deckard crée la technologie de frittage sélectif par laser (selective laser sintering en anglais). Cette méthode d’impression 3D consiste à fusionner des grains de poudre grâce à l’énergie d’un laser à forte puissance.
Les années 90 : le développement de l’impression 3D
La décennie suivante a été marquée par l’émergence des premiers fabricants d’imprimantes 3D et des outils de CAO (conception assistée par ordinateur). Au cours de cette période, EOS GmbH développe en Europe le premier système EOS pour le prototypage industriel et la production d’applications destinées à l’impression 3D. En 1992, Stratasys dépose le brevet du Fused Deposition Modeling (FDM) et en profite pour développer de nombreuses imprimantes 3D à usage professionnel et domestique.
La période de 1993 à 1999 a été marquée par l’émergence des différentes techniques d’impression 3D. La technique dite de projection de liant (Binder Jetting) a été développée par le MIT et commercialisée par la société Z Corporation. La technologie Arcam MCP et SLM (Selective Laser Melting) a également vu le jour au cours de cette période.
En 1995, la technologie d’impression métallique ou DMLS (Direct Metal Laser Sintering) a fait son apparition. Basée sur un fonctionnement similaire à celui du frittage sélectif par laser (FSL), cette technique vient élargir davantage les procédés d’impression en 3 dimensions. Elle ouvre aussi les perspectives à l’utilisation d’autres matières pour l’impression comme les métaux.
Les années 90 furent aussi la période où les premières applications de l’impression 3D ont vu le jour. Les outils de Conception assistée par ordinateur (CAO) pour l’impression tridimensionnelle se sont ainsi multipliés.
Les années 2000 : l’impression 3D s’ouvre au public et aux médias
Les années 2000 vivent une grande évolution dans l’histoire et la popularisation de l’impression tridimensionnelle. On assiste à cette période à de nombreuses innovations marquantes, notamment pour le domaine médical. Ces innovations ont ainsi permis l’impression en 3D d’un rein fonctionnel en 2000.
Huit ans plus tard, c’est au tour des médias de relayer massivement la fabrication du premier membre prothétique imprimé en 3D. Ces premières innovations dans le domaine médical ouvriront la porte à beaucoup d’autres, mais aussi à de nouvelles applications d’impression 3D dans diverses industries.
En 2004, le projet RepRap a été lancé dans le but de créer une imprimante auto réplicable, c’est-à-dire capable de créer une réplique d’elle-même. Deux ans plus tard, ce projet open source a abouti, et il contribue à la diffusion des imprimantes 3D. En 2005, Z Corporation en profite pour lancer la Spectrum Z510, la première imprimante couleur en haute définition.
En 2009, le brevet de Dépôt de fil (FDM) tombe dans le domaine public, ouvrant ainsi la voie à une expansion de cette technologie. L’année 2010 fut celle de la visibilité, des innovations et des espoirs pour l’impression 3D. L’impression tridimensionnelle s’étend dans de multiples domaines comme celui de l’automobile et de l’alimentaire.
On assiste à cette période à la création de la première voiture imprimée en 3D (Urbee). En 2011, une imprimante 3D pour imprimer les aliments a également vu le jour. Créée par The Sugar Lab, cette imprimante permettait de réaliser des impressions à partir du sucre. Une année plus tard, une société anglaise innovait en créant la première machine 3 D Chocolat.
Quel avenir pour l’impression 3D ?
Avec l’apparition de nouvelles technologies, on peut dire que l’imprimante 3D a encore de beaux jours devant elle. Trente ans après son invention, le champ des possibilités est encore très vaste, et le marché de l’impression 3D est en pleine expansion.
En 2020, le marché de l’impression tridimensionnelle a en effet connu une croissance de 52 % contre 17 % en 2015. Le recours à cette technique d’impression est désormais nécessaire dans de nombreux secteurs d’activité. De quoi présager un avenir radieux pour l’impression en 3 dimensions.
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