Présentation
RÉSUMÉ
Cet article propose une vue d’ensemble des technologies de fabrication additive appliquées aux polymères, en mettant en évidence leurs avantages tels que la rentabilité économique, la légèreté, la recyclabilité et la liberté de conception. Il présente les principes fondamentaux et les classifications, ainsi que les avantages et les limites par rapport aux techniques conventionnelles. Les principales technologies, incluant l’extrusion, la photopolymérisation, la fusion sur lit de poudre, le jet de matière et l’impression directe d’encres, sont analysées en termes de mécanismes, de matériaux et d’applications. L’article aborde également les défis actuels et les perspectives, notamment l’impression 4D.
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Hamid Reza VANAEI : Enseignant chercheur, PhD - ESILV, Léonard de Vinci Pôle Universitaire, 92916 Paris-La-Défense, France - Léonard de Vinci Pôle Universitaire, Research Center, 92916 Paris-La-Défense, France - Arts et Métiers Institute of Technology, CNAM, LIFSE, HESAM University, 75013 Paris-La-Défense, France
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Sofiane KHELLADI : Maître de conférences - Arts et Métiers – Paris Tech – CER Paris
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Sedigheh FARZANEH : Enseignant chercheur, PhD - P4Tech, Boissy-Saint-Léger, France
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Abbas TCHARKHTCHI : Professeur des universités - Arts et Métiers Institute of Technology, CNRS, CNAM, PIMM, HESAM University, 75013 Paris-La-Défense, France
INTRODUCTION
Depuis les années 1980, la fabrication additive (FA) a profondément transformé les pratiques industrielles, notamment grâce aux polymères, appréciés pour leur légèreté, leur diversité, leur faible coût et leur malléabilité. Offrant une grande liberté de conception, la FA polymère s’impose comme une alternative efficace aux méthodes traditionnelles dans des domaines variés tels que le biomédical, l’aéronautique ou le design, tout en répondant aux enjeux du développement durable et de la fabrication à la demande. Elle permet de produire rapidement, sans moule ni outillage, des pièces fonctionnelles ou des prototypes personnalisés à partir de fichiers numériques, réduisant ainsi les délais de développement et favorisant l’innovation. Les différentes technologies de FA (extrusion de filament, photopolymérisation, fusion sur lit de poudre, jet de matériaux) couvrent un large éventail d’applications, chacune offrant des atouts spécifiques. Les progrès réalisés sur les matériaux polymères et le contrôle précis des paramètres de fabrication améliorent continuellement les performances des pièces produites. L’incorporation de fibres, charges, nanoparticules ou agents fonctionnels permet de développer des matériaux composites ou multifonctionnels, ouvrant la voie à la fabrication dite « 4D », définie ici comme la fabrication d’objets tridimensionnels intégrant des matériaux stimulus-réactis capables de modifier de manière programmée leur forme ou leur structure sous l’effet d’une sollicitation externe (thermique, électrique, magnétique ou chimique).
L’accessibilité des procédés comme le FDM/FFF a démocratisé l’usage de la FA, facilitant une production locale, réactive et économiquement avantageuse. Sur le plan environnemental, la FA limite les déchets et peut utiliser des matériaux recyclés ou biosourcés. Elle s’inscrit ainsi dans une dynamique de transformation scientifique, industrielle et culturelle, à la croisée de disciplines comme la science des matériaux, le génie mécanique, l’IA ou la biologie .
Après avoir présenté les avantages de la fabrication additive des polymères, il est pertinent de la comparer aux procédés traditionnels tels que le moulage par injection, l’extrusion ou le thermoformage, qui restent dominants pour la production de masse en raison de leur rapidité, précision et faible coût...
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MOTS-CLÉS
fabrication additive | polymères | impression 3D | FDM | SLA | SLS | DLP | Matériaux polymères
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CET ARTICLE SE TROUVE ÉGALEMENT DANS :
Fabrication additive des polymères : technologies, matériaux et perspectives
Principes généraux de la FA des polymères
Sources bibliographiques
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