Par rapport au processus de fabrication de matériaux équivalent et au processus de fabrication soustractive, l’impression 3D présente de nombreux avantages et de nombreux articles ont effectué une analyse et une élaboration détaillées. L’auteur estime que, par rapport aux procédés de fabrication traditionnels, l’impression 3D présente les trois principaux avantages suivants:
1. L’espace de conception est illimité. Pour les articles avec des structures géométriques complexes (tels que des articles avec des structures topologiques très complexes ou des structures de cavité à l’intérieur), les processus de fabrication traditionnels ne peuvent pas être traités et les articles doivent être décomposés et traités séparément, puis assemblés. L’impression 3D décompose les objets en zones 2D couche par couche, il n’y a donc aucun problème dans le traitement d’objets arbitrairement complexes, et la précision du traitement ne dépend que des plus petites particules de matériau que l’imprimante peut produire. C’est le plus grand avantage que nous apporte l’impression 3D, permettant aux concepteurs de concevoir des formes géométriques arbitrairement complexes avec un espace de conception illimité. C’est cet avantage qui nous donne un grand nombre de problèmes à résoudre dans la conception géométrique et l’optimisation, qui seront détaillés plus tard.
2. Zéro fabrication de compétences. L’équipement de processus de fabrication traditionnel est énorme et coûteux, et nécessite des compétences élevées pour fonctionner. Les imprimantes 3D (telles que les imprimantes 3D FDM) sont petites et bon marché, et certaines sont déjà entrées dans la maison, qui sont simples et pratiques à utiliser; par rapport aux moules coûteux, l’impression 3D ne nécessite qu’un fichier numérique pour se former. Par conséquent, grâce à l’impression 3D, la conception personnalisée et la personnalisation des produits peuvent être facilement réalisées, ce qui raccourcit considérablement le temps de développement des produits. Cet avantage nous a donné des chercheurs non mécaniques qui peuvent également mener des recherches connexes sur la géométrie, la structure, les matériaux, etc., ce qui approfondit et élargit considérablement les questions de recherche connexes dans la fabrication.
3. Combinaisons illimitées de matériaux. L’imprimante 3D multi-jets peut imprimer plusieurs matériaux en combinaison. Grâce à l’empilement et à la combinaison de matériaux, les éléments imprimés ont des propriétés physiques et mécaniques différentes d’un seul matériau. Par conséquent, grâce à la combinaison de différents matériaux, de « nouveaux matériaux » aux propriétés différentes peuvent être produits. Cet avantage nous permet de contrôler la distribution des matériaux pour contrôler les caractéristiques physiques, mécaniques et structurelles de l’article, afin de produire une variété d’articles et d’augmenter la flexibilité du produit.
En bref, les trois avantages les plus précieux de la technologie d’impression 3D sont l’accélération du processus de développement de produits, la fourniture de produits personnalisés et personnalisés et l’augmentation de la flexibilité de production. Du point de vue du processus de moulage, l’impression 3D a brisé la méthode de moulage traditionnelle. Il n’a pas besoin de fabriquer des moules et un traitement mécanique à l’avance. Grâce à la combinaison de systèmes matériels de prototypage automatique rapide et de modèles logiciels de CAO, divers produits aux formes complexes peuvent être fabriqués, ce qui raccourcit considérablement la conception du produit et le cycle de production et réduit considérablement le coût de production.
Bien sûr, en tant que jeune processus de moulage, l’impression 3D présente encore de nombreux défauts, tels que le temps de moulage lent, la faible précision, peu de types de matériaux et l’incapacité de produire en masse. À ce stade, l’utilisation réelle de l’impression 3D appartient toujours à la catégorie du prototypage rapide, qui consiste à fournir aux entreprises la fabrication de prototypes de produits avant de produire des produits formels, également appelé prototype dans l’industrie. Par conséquent, le processus de moulage par impression 3D existe actuellement comme un moyen complémentaire au processus de fabrication traditionnel, et il faudra du temps pour devenir la technologie de fabrication grand public. Cependant, nous devons croire que la poursuite humaine de la technologie est illimitée. Avec les progrès continus de la recherche et du développement d’équipements d’impression 3D et de matériaux d’impression, la technologie d’impression 3D sera de plus en plus largement utilisée.
D’un autre point de vue, la technologie d’impression 3D a permis la fabrication des usines aux familles, engendrant un grand nombre de concepteurs individuels (c’est-à-dire des fabricants) et inspirant des possibilités de conception créative illimitées.
La technologie d’impression 3D est apparue à la fin des années 1980 et au début des années 1990 (également connue sous le nom de technologie de prototypage rapide), et cela fait moins de 30 ans. Le principe est très simple : prendre un fichier de modèle numérique 3D comme entrée, utiliser du métal ou du plastique en poudre et d’autres matériaux liants pour construire un objet par impression couche par couche.
Visuellement parlant, les imprimantes ordinaires produisent des images 2D ou des fichiers numériques graphiques sur papier à l’encre; Les imprimantes 3D produisent des matières premières réelles (telles que les métaux, la céramique, les plastiques, le sable, etc.) sous forme de couche mince (physique La partie supérieure a une certaine épaisseur), puis elle est répétée couche par couche, et enfin elle devient un objet physique dans l’espace. Par conséquent, lorsque l’impression 3D produit une certaine couche, le processus est similaire à l’impression à jet d’encre. C’est comme construire une maison, qui est accumulée par des briques, tandis que les objets imprimés en 3D sont accumulés par des matières premières une par une.
Étant donné que l’impression 3D est réalisée en empilant les matériaux couche par couche, elle est également appelée processus de fabrication additive. L’impression 3D n’est pas un mystère. Comparée au processus de fabrication de matériaux équivalents millénaires et au processus de fabrication soustractive centenaire, l’impression 3D n’est qu’un nouveau processus de fabrication avec une histoire de moins de 30 ans.