Tout savoir sur l’impression 3D de bois

Lorsque l’on parle de fabrication additive et de matériaux, on pense souvent aux plastiques ou aux métaux. Toutefois, l’offre actuellement proposée s’est largement étoffée au fil des années et nous pouvons désormais produire des pièces avec une grande variété de matériaux, des céramiques aux aliments en passant par les hydrogels chargés en cellules souches.  Parmi ces matériaux étonnants, on retrouve le bois. Aujourd’hui compatible avec des procédés comme l’extrusion de filaments ou encore des méthodes basées sur un lit de poudre, l’impression 3D de bois est de plus en plus populaire.

Selon un rapport publié par la revue Nature, l’homme a déjà fait disparaître 54 % du nombre total d’arbres sur notre planète. La déforestation est une menace réelle aujourd’hui et il est capital de repenser la façon dont nous consommons le bois. La fabrication additive pourrait ici être intéressante car c’est une technique de production qui n’utilise que le matière nécessaire et qui peut concevoir des objets à partir de matières recyclées. On pourrait donc imprimer en 3D des pièces qui seraient retransformées en matière première si elles ne sont plus utiles afin de repartir sur un nouveau cycle de production.

Impression 3D de bois par extrusion

L’une des façons d’imprimer en 3D du bois est d’extruder des filaments. Il convient de noter que ces matériaux ne sont pas constitués à 100 % de bois. Ils contiennent en fait 30 à 40 % de fibres de bois et 60 à 70 % de polymère, qui sert de liant. Un aspect intéressant du processus de fabrication lui-même est que ces filaments permettent d’expérimenter leur température pour générer différentes couleurs et finitions. En d’autres termes, si l’extrudeur atteint des températures élevées, les fibres de bois brûlent, ce qui crée des tons plus foncés dans les pièces. Il faut toutefois garder à l’esprit que ce matériau est hautement inflammable. Si la buse est trop chaude et que le filament n’est pas extrudé assez rapidement, l’impression peut être endommagée, voire prendre feu.

Le principal avantage du filament de bois est qu’il a l’apparence, le toucher et l’odeur du vrai bois. En outre, les pièces imprimées peuvent être facilement peintes, découpées et poncées, ce qui leur donne une finition encore plus réaliste. Toutefois, l’un des inconvénients les plus notables est qu’il s’agit d’un matériau plus délicat que les thermoplastiques standard. Par conséquent, ils peuvent se briser plus facilement.

En général, ce matériau ne sera pas utilisé dans des environnements industriels, mais est orienté vers le monde des makers où il est utilisé comme un hobby ou pour des objets décoratifs. Ainsi, certaines des applications les plus importantes de l’impression 3D de bois sont la décoration intérieure, la charpenterie et la menuiserie. Les principaux fabricants de filaments de bois sont, entre autres, Polymaker, Filamentum, Colorfabb ou FormFutura.

L’utilisation du bois via des procédés sur lit de poudre

Pour la création de pièces en bois, il est également possible d’utiliser les technologies de lit de poudre. Dans ces cas, on utilise une poudre brune très fine composée de copeaux de bois, qui donne un aspect de surface sablonneux et granuleux. L’une des technologies les plus pertinentes dans ce domaine est le moulage par liage de poudre, dont Desktop Metal (DM) est la société la plus en vue. Après s’être associés à Forust Corporation, ils ont ouvert la porte à un monde de possibilités pour la fabrication additive du bois. Le « Shop System Forust Edition » rend l’impression 3D de bois par Binder Jetting accessible à un public beaucoup plus large.

Ce système est capable d’imprimer en 3D des pièces de bois fonctionnelles et d’usage final créées à partir de bois recyclé. La technologie de fabrication proprement dite utilise des particules de sciure de bois et un agent liant dans un processus piloté par ordinateur. Grâce à un système de fabrication couche par couche, des pièces en bois sans déchets peuvent être créées dans des configurations difficiles à réaliser avec les méthodes soustractives conventionnelles à base de bois. Évidemment, le prix de cette technologie sera beaucoup plus élevé que celui des méthodes d’extrusion de filaments. Cependant, cela vaut la peine de l’envisager car le résultat final sera d’une qualité de surface supérieure à celle des pièces créées par FFF.

En plus d’être un modèle de fabrication du bois considéré comme plus durable, il peut également résoudre une multitude de problèmes. Cela va des restaurations historiques à la création de produits de luxe, en passant par de nouveaux produits qui n’ont pas encore été imaginés avec ces matériaux naturels. Comme il s’agit d’un processus numérique, les utilisateurs sans compétences en menuiserie peuvent également profiter des avantages de l’impression 3D de bois.

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*Crédits photo de couverture : Forust