Comment bien choisir une imprimante 3D ?

Qu’est-ce qu’une imprimante 3D et que permet-elle de fabriquer ?

Les imprimantes 3D sont des imprimantes qui ont la capacité d'imprimer en trois dimensions. Elles peuvent donc être utilisées pour créer des objets allant de figurines jusqu'à de (petits) ustensiles.

Une imprimante 3D sert tout autant à des fins fonctionnelles que récréatives. Pour les uns, il s'agira de s'imprimer une ribambelle de super-héros en 3D, les autres s'attelleront à essayer de réparer des objets du quotidien cassés ou usés tels un fragment de pommeau de douche. 

Les deux méthodes les plus connues de fonctionnement de ces imprimantes 3D (pour un usage domestique) sont : 

• La fabrication à partir de filaments fondus (technique FFF, également appelée « Fused Deposition Modeling » ou FDM) ;
• La technique par stéréolithographie SLA (StéréoLithographie Apparatus), aussi baptisée impression sur résine.

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Comment fonctionne une imprimante 3D FDM ?

La technologie la plus courante est le Fused Deposition Modeling (FDM). Dans ce type d'imprimante 3D, un filament de thermoplastique - souvent du PLA, du PETG ou de l'ABS - passe à travers une sorte de buse, dans laquelle il est chauffé.

Grâce au fait que le filament est fondu, l'imprimante 3D peut ensuite déposer une couche de plastique. Couche après couche, par superposition, l'objet désiré prend forme.

Pour adapter un modèle à l'imprimante FDM, on utilise un slicer. Il s'agit d'un outil logiciel qui divise l'objet 3D en fines couches et le convertit en code machine pour l'imprimante 3D.

Imprimer avec une imprimante FDM, étape par étape

 

A. Créez ou téléchargez une modèle 3D de l'objet et transformez-le en code machine à l'aide d'un slicer ;

B. La buse de l'imprimante chauffe (entre 160 et 400 °C) ;

C. Un fil de plastique est glissé dans l'embout ;

D. Ce fil de plastique se trouve sur une bobine que l'on achète séparément ;

E. La buse de l'imprimante se déplace sur trois axes pour former l'objet, en appliquant le plastique couche après couche.

D’un point de vue pratique, voilà ce qu’il se passe si on zoome sur le contenu de l'imprimante : 

A. Le fil de plastique est introduit dans l'extrudeur. 

B. Grâce à son moteur et ses roues crantées, l'extrudeur fait avancer le filament de plastique pas à pas afin de « pousser » la quantité exacte de matière vers la buse. 

C. Une partie chauffante permet de faire fondre le fil de plastique. 

D. Le fil ainsi fondu est poussé au travers d'une buse d'impression dotée d’une très petite sortie (0,2 à 0,8 mm de diamètre).

E. Extrudé, le plastique est déposé en fines couches additives sur le plateau, où il durcit en refroidissant. L'imprimante dispose généralement de ventilateurs qui prennent en charge ce processus en refroidissant activement le matériau imprimé. C'est la tête d'impression qui se déplace pour que le plastique fondu soit déposé au bon endroit. Une fois la couche terminée, la tête d'impression monte légèrement (dans la direction Z) afin de pouvoir démarrer une nouvelle couche.

Quels sont les avantages d’une imprimante FDM ?

L'avantage des imprimantes FDM est qu'elles fonctionnent plus rapidement que les imprimantes à résine pour les objets de taille moyenne à grande. Elles peuvent également imprimer des objets plus volumineux.

Quels sont les inconvénients d’une imprimante FDM ?

L’inconvénient de l’impression 3D FDM est que, comme l’objet est fabriqué couche par couche, la précision reste limitée : il est impossible de pulvériser beaucoup moins que le diamètre de la tête d’impression. 

La complexité est elle aussi restreinte, puisque chaque couche doit reposer sur la précédente. Ainsi, imprimer l’anse d’une tasse à café devient difficile, car sa couche inférieure n’a aucun appui.

Une solution partielle consiste à ajouter une couche de support supplémentaire, retirée après l’impression. Mais cette méthode génère des déchets supplémentaires. Notez que le slicer détecte automatiquement les zones nécessitant un support et les ajoute à la conception, ce qui rend le processus un peu plus fastidieux.

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Comment fonctionne une imprimante 3D résine ?

Les imprimantes 3D de type SLA, aussi appelées imprimante 3D résine, sont destinées à confectionner des objets plus complexes et fonctionnent de manière différente : au lieu d'un laser, elle utilise une lumière UV combinée à un écran LCD.

L'objet créé démarre, dans ce cas de figure, d'un futur matériau à base de résine liquide, en focalisant une lampe UV pile au bon endroit pour la faire durcir dans la forme souhaitée.

 

Quels sont les avantages des imprimantes SLA ?

Ces imprimantes sont mieux adaptées à l'impression d'objets de facture plus complexe. La précision est également plus importante grâce à ce genre d'imprimantes car il est plus difficile de distinguer couche par couche, ce qui est le cas avec les imprimantes FDM.

À gauche, un objet imprimé avec une imprimante à résine, à droite avec une imprimante FDM.

Quels sont les inconvénients des imprimantes SLA ?

L'inconvénient de ces imprimantes est qu'elles impriment généralement plus lentement que leurs consoeurs par FDM. Elles sont également davantage limitées par la taille de leur plateforme de construction, ce qui signifie que les objets à imprimer ne sont souvent pas aussi grands qu'avec les imprimantes FDM. 

Les imprimantes résine d'entrée de gamme ne sont pas forcément plus chères que les imprimantes FDM. Il existe des modèles d'entrée de gamme intéressants à des prix comparables. Cependant, les coûts augmentent rapidement pour les modèles plus grands ou plus professionnels, tant pour l'imprimante elle-même que pour les matériaux nécessaires. 

Autre inconvénient, non négligeable, il faut travailler avec des liquides chimiques potentiellement nocifs si l'on n'y prend pas garde. 

Mieux vaut donc n'opter pour une imprimante résine que si l'on est bien informé et qu'on souhaite imprimer des objets plus petits et plus complexes.

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Imprimer des modèles préexistants ou vos propres créations ?

Quel logiciel 3D gratuit pour les débutants ?

Différents logiciels de conception sont disponibles, en fonction des besoins. Tinkercad est le meilleur choix pour les grands débutants. Ce logiciel permet de construire des objets de manière intuitive. 

Quel logiciel 3D pour les objets fonctionnels ?

Pour ceux qui souhaitent imprimer des objets fonctionnels, Freecad est une bonne solution gratuite. Ce logiciel est plus compliqué, mais il permet de créer des dessins plus précis.

Il existe également des alternatives commerciales proposant une version gratuite mais limitée, telles que Fusion 360 et Onshape. Ces outils allient facilité d'utilisation et fonctionnalités avancées et sont souvent utilisés dans des contextes professionnels.

Quel logiciel 3D pour les conceptions créatives ?

Pour les formes organiques ou artistiques, il existe Blender. Ce programme est moins adapté aux conceptions techniques, mais extrêmement puissant pour modéliser des formes libres telles que des personnages, des sculptures ou des surfaces complexes.

Où trouver des modèles 3D gratuits ou payants en ligne ?

Si les logiciels de design ne sont pas votre tasse de thé, vous pouvez télécharger gratuitement un modèle 3D sur un site web où les designers mettent leurs créations à disposition. 

Nous pouvons notamment citer Thingiverse, Thangs, Printables (de Prusa) ou encore Makerworld (de Bambu Lab), qui sont de bons exemples de ce genre de sites. 

Makerworld offre même la possibilité d'envoyer des modèles directement vers des imprimantes Bambu Lab, sans avoir à les slicer soi-même. C'est idéal pour les débutants.

Cependant, si vous maîtrisez suffisamment les paramètres du slicer, vous pouvez souvent obtenir des impressions plus solides, plus rapides et plus efficaces en traitant le modèle manuellement.

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Combien coûte une imprimante 3D ?

La gamme d'imprimantes 3D peut être subdivisée en deux : 

• Les imprimantes à assembler soi-même ; 
• Les imprimantes prêtes à l'emploi. 

Sur quelques années, l’offre en imprimante 3D a fortement augmenté, surtout sur le segment des modèles prêts à l’emploi. Ces dernières coûtent souvent plus cher, mais on peut commencer à les utiliser tout de suite.

Les imprimantes prêtes à l’emploi 

En fonction des besoins, l'offre varie considérablement en matière de prix. Aujourd'hui, il existe déjà de nombreux appareils prêts à l'emploi à partir de 180 euros. 

Ils sont généralement développés pour des volumes de construction plus petits, mais déjà équipés de nombreux capteurs qui les rendent prêts à l’emploi (plug&play) : 

• Mise à niveau automatique du plateau 
• Détecteur pour signaler l’épuisement du fil plastique
• Arrêt et redémarrage en cas de panne de courant
• Wifi
• Caméras (uniquement sur certains modèles) 

Parmi les marques actives sur ce segment, nous pouvons citer Prusa, Bambulab, Ultimaker ou encore Creality.

Vous êtes à la recherche d’une imprimante plus précise et/ou plus grande ? Vous avez besoin d’un modèle capable d’imprimer en plusieurs matériaux ? Ou encore équipé avec un boîtier retenant la chaleur pour que vous puissiez imprimer dans des plastiques plus exotiques et plus résistants ? 

Dans ce cas, vous devrez revoir votre budget à la hausse. Les imprimantes capables de prouesses susmentionnées peuvent coûter jusqu’à 1500 euros.

Imprimantes à assembler soi-même

On peut trouver une imprimante à assembler soi-même à partir de 200 euros. Creality 3D ou Prusa, entre autres, proposent de tels modèles. 

La complexité de l’assemblage dépend du modèle choisi. Monter une imprimante 3D peut d’ailleurs devenir un passe-temps agréable et constitue un excellent moyen de mieux la connaître. Il faut toutefois prévoir plusieurs heures — voire quelques jours — ainsi qu’une certaine maîtrise technique. Si vous envisagez de construire votre imprimante vous-même, commencez par visionner attentivement une vidéo YouTube (ou équivalent) consacrée au modèle en question.

La plupart des imprimantes actuellement sur le marché sont de type FDM. Les imprimantes résine sont souvent un peu plus chères, bien que des modèles à moindre prix puissent également être trouvés (Anycubic, phrozen ou elegoo par exemple).

Pensez aussi à l’achat des matériaux d’impression

Ne regardez pas uniquement le prix d'achat de l'imprimante : le liquide ou le plastique dont vous aurez besoin pour créer vos objets coûte également de l'argent, à l'instar des cartouches d'encre dans une imprimante classique en 2D.

• On trouve des bobines de plastique pour imprimante FDM à partir de 10-15 euros du kilo.
• Un litre de liquide pour imprimante SLA peut se trouver à partir de 25 euros.  

Où acheter une imprimante 3D en tant que particulier ?

Dans des boutiques en ligne comme bol.com, 123-3D.nl, coolblue.be, conrad.be. Vous pouvez également vous rendre dans les boutiques en ligne des fabricants, ou encore des vendeurs spécialisés dans les imprimantes 3D. 

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À quoi devez-vous faire attention lors de l’achat d’une imprimante 3D ?

Commencez par choisir entre une imprimante FDM et une imprimante à résine.

Si vous débutez en impression 3D et que vous n’avez pas l’intention de réaliser des modèles complexes, mieux vaut opter pour une imprimante FDM.

Une imprimante à assembler soi-même ou une prête à l'emploi ? 

Autre choix à faire, entre un modèle que vous montez vous-même ou une imprimante prête à l'emploi. Les modèles à monter soi-même coûtent moins cher, mais il n'est pas toujours facile de les assembler car certains emballages se composent de dizaines (!) de pièces séparées, de vis et de boulons. Si vous n'êtes pas super habile de vos dix doigts, préférez donc une version prête à l'emploi. 

À noter que le mode d'emploi des modèles en kit joue aussi un rôle important. Ainsi, vous trouverez par exemple en ligne une explication très détaillée sur la manière d'assembler l'imprimante 3D « Prusa i3 MK3S ». Vu que sa version équivalente déjà montée coûte 300 euros de plus que le modèle en kit, le fait de pouvoir disposer d'un mode d'emploi clair pour la monter vous-même peut constituer un facteur décisif dans votre choix de modèle. 

Quel que soit le modèle en kit que vous convoitez, vérifiez d'abord s'il est possible de trouver un manuel clair pour pouvoir l'assembler.

Quel format d’impression 3D recherchez-vous ?

La taille des objets que vous souhaitez imprimer dépend bien sûr des dimensions de l'imprimante. Si vous comptez imprimer des pièces de taille importante, pensez à tenir compte de la taille maximale que ceux-ci pourraient avoir.  

Une ou plusieurs couleurs ?

Autre caractéristique à prendre en compte : la possibilité d'imprimer en plusieurs couleurs. La plupart des imprimantes 3D ne peuvent imprimer qu'une couleur à la fois. Si vous souhaitez imprimer un objet en plusieurs couleurs, il vous faudra acheter une imprimante qui le permet... et qui sera bien sûr plus onéreuse. 

Cela étant, à l’heure actuelle, la plupart des fabricants proposent des solutions relativement abordables pour pouvoir imprimer en plusieurs couleurs.

Quels matériaux d’impression ?

Il vous reste encore à examiner les différents matériaux. La majorité des imprimantes 3D peuvent imprimer en PLA, PETG et en ABS, ce qui est suffisant pour la plupart des usages. 

Attention, si vous souhaitez imprimer des articles plus spécifiques (nylon, polycarbonate, PEEK), il vous en coûtera souvent plus cher. Vous aurez besoin d'une imprimante avec un boîtier étanche, une tête d'impression et un plateau d'impression capables de supporter des températures plus élevées. 

Vous trouverez également de nombreux filaments PLA et PETG avec des matériaux supplémentaires, tels que des bandes de fibre de carbone, du bois ou de la fibre de verre. Ceux-ci peuvent renforcer ou rigidifier la pièce imprimée, mais votre tête d'impression doit pouvoir supporter la transmission continue de ces matériaux plus durs. Il est donc préférable d'acheter une tête d'impression fabriquée dans un matériau plus dur pour ces applications.

Vérifiez les résultats réels avant d’acheter

Enfin, n'hésitez pas à rechercher sur le web des résultats obtenus avec l'imprimante 3D que vous comptez acheter. 

Notez quand même que certaines imprimantes 3D donnent de meilleurs résultats dans la réalité que ce qu'elles ne semblent sur le papier.

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Où puis-je faire imprimer des objets en 3D ?

Si, réflexion faite, vous ne souhaitez pas investir dans une imprimante 3D, vous pouvez toujours faire appel à un service d’impression 3D en ligne. Il suffit d’envoyer votre modèle à l'entreprise en précisant les dimensions exactes et vos exigences en matière de matériau et de couleur. Elle se chargera ensuite d'imprimer votre création.

Quelques exemples parmi d'autres : Shapeways, Ponoko, Unic-3D, le service d'impression 3D de conrad.be, i.materialise, Formfactory et Printplace.be.

Quel est le coût d'une impression 3D ?

Gardez à l’esprit que les prestataires en impression 3D sont, à la base, destinés à des professionnels : les prix peuvent rapidement grimper. Après quelques impressions, vous atteindrez rapidement le prix d'une imprimante d'entrée de gamme. 

N’oubliez pas que la conception et l’impression de modèles 3D font partie d’un processus itératif. Il arrive souvent qu'un détail ne vous plaise pas, ou qu'un élément fonctionnel clé de votre conception ne soit pas aussi solide que prévu. Si vous devez réimprimer, un tel service peut s'avérer coûteux.

Imprimer un modèle 3D soi-même chez un prestataire de service ?

Vous préférez le faire vous-même ? Il est possible, sous certaines conditions, d'utiliser l'imprimante 3D d'un laboratoire de production ou d'un « FabLab ». 

Vous pouvez également faire appel à Make XYZ, plateforme qui rassemble les concepteurs et les propriétaires d'imprimantes 3D d'une même région. Le fabricant Prusa propose également un service similaire sur son site web, à savoir une plateforme qui permet de trouver un propriétaire d’imprimante Prusa prêt à vous imprimer pour vous.

Si vous êtes un vrai créatif dans l'âme, à terme, il peut revenir moins cher - tant en termes de temps que de coût - de vous offrir votre propre imprimante 3D. 
A contrario, si vous ne comptez pas imprimer plus de quelques fois par an, mieux vaut continuer de recourir à un service en ligne qui imprimera vos objets pour vous.

À la recherche d’une imprimante classique ?

Que vous souhaitiez imprimer en noir et blanc ou en couleur, que vous préfériez une imprimante laser ou à jet d'encre, notre comparateur vous présente les résultats des tests réalisés sur plus de 100 imprimantes classques.

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