Impression 3D « en ?· 3D Systems Stratasys ... objets de designers comme Veneri Design

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    11-Sep-2018

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    Impression 3D

    en volume Rexer Justine

    Sarrasin Chlo

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    Quelques exemples

    2

    http://www.sculpteo.com/fr/design/voiture_articulee2-1/vKPFija2http://www.sculpteo.com/fr/design/scale-model-bed-02/MUio9Aog

  • + Plan

    Etat de lart technique Impact environnemental Etude de march et analyse

    concurrentielle Analyse stratgique et prospective

    3

  • + Etat de lart technique Description des procds

    Strolithographie (STL) ou

    StereoLithography Aparatus

    (SLA) :

    Rsine durcie par lampe UV

    Matriaux : plastiques, papier,

    composites

    Socit : 3D Systems

    3D Printing (3DP) :

    Agglomration de poudres par

    injection de colles

    Matriaux : poudres

    Socit : ZCorporation

    4

  • + Etat de lart technique Description des procds

    Polyjet :

    Rsine solidifie par laser UV

    Jets de matriaux

    photopolymres sur le mme

    principe que le jet dencre

    Couches dposes sur un

    support

    Matriaux : photopolymres

    Socit : Objet Geometries, 3D

    Systems

    5

  • + Etat de lart technique Description des procds

    Fused Deposition Modeling (FDM) :

    Dpt de filaments de plastique en

    fusion par une buse

    Matriaux : thermoplastiques, ABS,

    PLA, polycarbonates

    Socit : Stratasys

    Fused Filament Fabrication (FFF) :

    Mme principe

    Imprimante destin aux particuliers

    Projet : RepRap

    6

  • + Etat de lart technique Description des procds

    Selective Laser Sintering (SLS) :

    Fusion des matriaux ltat de poudre par un laser

    Poudre prchauffe Tproche de Tfusion

    Matriaux : polymres, nylon, polystyrne, mtaux

    Socit : EOS, PolyShape

    Electron Beam Melting (EBM) :

    Mme principe

    Fusion amorce par un faisceau dlectrons

    Environnement : chambre vide, T= 700 1000C

    Matriaux : titane

    Socit : Arcam (Sude)

    7

  • + Etat de lart technique Avantages et inconvnients

    Procds Avantages Inconvnients

    Strolithographie

    SLA

    (StroLithography

    Aparatus)

    Ralisation de pices

    de grande taille (2m

    maximum)

    Large gamme de

    matriaux

    Assez lent (plusieurs

    heures)

    Support en rsine

    3DP

    (agglomration de

    poudre par injection

    de colles de couleurs)

    Rapide

    Couleur possible

    Pas de support

    Difficile nettoyer

    Pices fragiles sans

    traitement post-

    impression

    Aspect : granuleux

    Polyjet

    (solidification dune

    rsine par exposition

    un rayon UV)

    Prcis (couche de

    16m)

    Aspect : surface lisse

    Bonne rsistance

    mcanique

    Pices complexes

    irralisables : support

    rigide

    Prcision : grossire

    8

  • + Etat de lart technique Avantages et inconvnients

    Procds Avantages Inconvnients

    FDM

    (Fused Deposition

    Modeling)

    Rapide

    Bonne rsistance

    mcanique dans le

    sens du fil

    Rsistance faible dans

    le sens du collage

    Aspect : fils fondus

    perceptibles

    SLS

    (Selective Laser

    Sintering)

    Pas de schage : sauf

    pour la cramique

    Pas de support

    Objets peuvent se

    dformer avec le temps

    Long chauffer et se

    refroidir

    EBM

    (Electron Beam Melting)

    Trs rapide

    Peu de pertes

    dnergie (h = 95%)

    Travailler en

    atmosphre sous vide

    Aspect : surface plus

    rugueuse quau laser

    FFF

    (Fused Filament

    Fabrication)

    Open-source : tout le

    monde peut lutiliser

    Auto-rpliquante

    Vendu en kit

    Cot : 800 pounds

    (environ 1160 )

    9

  • + Etat de lart technique Prsentation des matriaux

    Procds Famille de

    matriaux

    Exemples de

    matriaux

    SLA

    Photopolymres

    Rsines HD

    Rsines transparentes

    Polyjet

    Rsines

    polypropylnes

    Rsines polyacrylates

    3DP Poudres Plastiques

    Mtaux

    Poudre de polyamide

    PMMA

    Inox

    FDM Thermoplastiques ABS PLA

    SLS Poudres Polyamides de Nylon Alumide

    Frittage de mtaux

    Mtaux Titane

    Acier inoxydable

    10

  • + Impact environnemental

    Relatif au procd

    Economie dnergie :

    lectricit : laser = 50 W ;

    four traditionnel = 1000 W

    Transports : objets finis et

    matires premires

    Aucune mission de gaz

    effets nocifs

    Pas dutilisation de solvants

    Relatif aux matriaux

    Polymres : issus de ressources renouvelables

    ABS : recyclable

    PLA : biodgradable

    11

  • + Impact environnemental

    Perspectives

    Source dnergie : solaire

    (panneaux photovoltaques)

    Matriau : sable (fondu)

    Technique : Frittage solaire

    12

  • + Etude de march et analyse concurrentielle Etude des marchs

    3 leaders :

    3D Systems

    Stratasys

    Objet Geometries

    Rachat de Zcorp par 3D Systems :

    137 millions de dollars

    Bnfice supplmentaire attendu :

    5 10 millions de dollars

    Alliance de HP avec Stratasys

    depuis janvier 2010

    Graphique 1 : CA raliss en millions de dollars

    Graphique 2 : CA estims en millions de dollars

    0

    50

    100

    150

    200

    250

    300

    350

    400

    450

    2011 2012 2013

    3D Systems

    Stratasys

    0

    50

    100

    150

    200

    250

    2006 2007 2008 2009 2010 2011

    3DSystems

    Stratasys

    13

  • + Etude de march et analyse

    concurrentielle Applications

    Impression de vtements

    Socit : Continuum Fashion

    Produit : Bikini N12

    Matriau : Nylon 12

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  • + Etude de march et analyse

    concurrentielle Applications

    Impression dobjets

    design

    Socit : Shapeways, qui

    propose de nombreux

    objets de designers comme

    Veneri Design

    Objet : Lampe

    Matriau : Plastique

    15

  • + Etude de march et analyse

    concurrentielle Applications

    Impression de nourriture

    Crateur : Cornell

    Universitys Computational Synthesis Lab

    Projet : Fab@Home (avec

    FabApps)

    Matriau : nourriture

    16

  • + Etude de march et analyse

    concurrentielle Applications

    Impression dinstruments de

    musique

    Flte traversire

    Crateur : MIT Media Lab

    Imprimante : 3D Objet Connex500

    15h de travail mais fontionnelle !

    Violon

    Crateur : EOS

    Matriau : Polymre plastique

    17

  • +

    Etude de march et analyse concurrentielle Analyse concurrentielle

    Diagramme de Porter :

    Nouvel entrant : impression 3D

    Par rapport aux protoypages traditionnels

    18

  • + Analyse stratgique et prospective Synthse des tendances

    Matrice SWOT

    Variables essentielles

    Forces Faiblesses

    - Procd plus rapide que

    le prototypage classique

    - Personnalisation selon

    besoin

    - Possibilit de raliser des

    gomtries complexes

    - Grande gamme de

    matriaux et possibilit de

    crer des composites

    - Peu accessible au grand

    public

    - Matriaux chers et non

    recyclables

    - Rsolution de

    limpression encore

    grossire

    - Taille limite des objets

    imprims

    Opportunits Menaces

    - Demande croissante de

    prototypage

    - Besoin de dlais courts

    - Dveloppement des Fab

    Lab

    - Technologie pouvant

    trouver de nombreux

    domaines dapplication

    - Public dsintress par

    cette technologie

    - Le prototypage

    classique est un

    procd fiable

    - Lgislation plus

    contraignante

    Economiques Techniques Lgislatives

    Cot

    Demande

    Couleur

    Taille

    Vitesse

    Matriaux

    utiliss

    Nouvelle

    rglement

    ation

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  • + Analyse stratgique et prospective Facteurs de dveloppement

    Prcision nanomtrique : tude en

    cours par des chercheurs autrichiens

    Impression dos pour une

    transplantation :

    Mchoire construite par LayerWise

    Compose de poudre en titane et

    dun couchage cramique

    Implante sur une nerlandaise de

    83 ans

    Impression de maison en bton :

    Constructions solides moindre

    cot

    Systme utilisable dans 2ans

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  • + Conclusion

    Secteur prometteur, en pleine

    expansion

    Amliorations possibles :

    - Impression en couleur

    - Machines plus rapides

    - Plus de limite de taille pour les

    objets finis

    - Meilleures proprits

    mcaniques

    - Moindre cot

    Hypothses :

    - Se dmocratise dans les usines

    et chez Monsieur Tout-le-monde

    - Reste un march de niche ,

    indispensable dans certains

    domaines

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