Élaboration de pièces céramiques par fabrication additive

La fabrication additive, initialement intitulée « prototypage rapide », rassemble des procédés innovants de fabrication de pièces couvrant un large champ d’applications. Elle est basée sur le principe de la fabrication de pièces par ajout de matière, contrairement à tous les procédés dits « conventionnels » ou « soustractifs » qui produisent des pièces par déformation ou enlèvement de la matière.

Historiquement, la fabrication additive a été développée pour réaliser rapidement des prototypes ou des maquettes d’objets dans le but d’en tester le concept ou le design. Elle s’intègre désormais pleinement dans les procédés de conception de produits et se trouve d’autant plus bénéfique qu’elle diminue les risques liés au développement de tout projet en amont, tout en maîtrisant les coûts associés. Elle permet en effet de réaliser assez facilement des pièces dont la géométrie est identique à celle des pièces de la maquette numérique sans avoir besoin de réaliser une étude d’industrialisation.

La fabrication additive peut être référencée sous différentes appellations : impression 3D, fabrication par couches, prototypage. Elle est aussi très souvent associée aux termes anglophones suivants : Rapid Manufacturing, Rapid Prototyping , Solid Freeform Fabrication ( SFF ) ou Freeform Fabrication , Digital Fabrication , Automated Freeform Fabrication , 3D Printing , Solid Imaging , Layer-Based Manufacturing or Prototyping .

Le principe fondamental de la fabrication additive est de distribuer et consolider la matière apportée selon la géométrie de la pièce. Pour réaliser cette opération, il a fallu résoudre les quatre problèmes suivants :

• l’accessibilité : chaque voxel élémentaire d’une pièce à fabriquer doit être accessible au moins une fois durant le cycle de réalisation. Le mot « voxel » est la contraction de «  VOlumetric pixEL  ». Il s'agit d'un pixel 3D utilisé pour la représentation 3D dans l'espace d'un objet ;

• la matière : la matière doit devenir solide durant sa distribution dans un temps le plus court possible afin de minimiser le temps de fabrication ;

• la topologie : la totalité du volume de la pièce fabriquée doit être décrite, contrairement aux procédés par enlèvement de matière où seules les surfaces frontières sont...