Tout savoir sur l’impression 3D par lamination

La fabrication additive regroupe un ensemble de technologies aux principes variés. Si les procédés les plus répandus, comme le FDM ou la SLA, sont bien établis dans l’industrie, d’autres techniques, plus spécifiques, méritent également l’attention. C’est le cas de l’impression 3D par lamination, un procédé de prototypage rapide original qui combine des étapes additives et soustractives. Cette particularité en fait une technologie singulière dans le paysage de l’impression 3D.

L’origine de cette méthode remonte à 1991, lorsque l’entreprise Helisys a développé le procédé de fabrication d’objets laminés. Celui-ci consistait à superposer des feuilles de matériau, fusionnées entre elles, puis découpées selon un tracé précis à l’aide d’un laser guidé numériquement. En 2003, les frères Conor et Fintan MacCormack ont réinterprété cette approche en utilisant du papier ordinaire et une imprimante jet d’encre pour imprimer les motifs couche par couche. Une lame en tungstène permettait ensuite de retirer l’excédent de papier afin de révéler la forme finale. Pour tout comprendre de cette technologie encore peu connue, consultez notre guide complet !

Les frères MacCormack ont concrétisé leur innovation en la commercialisant à travers leur entreprise, Mcor Technologies. Ils ont poursuivi le développement de leur procédé en y intégrant l’impression couleur CMJN, permettant la création d’objets aux teintes vives, idéaux pour le prototypage visuel ou des usages promotionnels. Cette évolution a donné naissance à la technique appelée « Selective Deposition Lamination » (SDL). Celle-ci consiste à imprimer chaque feuille de papier en couleur avant de les assembler par collage sélectif, puis de les découper avec précision. L’adhésif n’était appliqué que sur les zones correspondant au modèle, facilitant ainsi l’élimination des déchets et la mise en forme de l’objet final. Mais comment cette technologie a-t-elle évolué au fil du temps, et dans quels contextes est-elle utilisée aujourd’hui ?

Comment fonctionne l’impression 3D par lamination ?

À la différence de la majorité des technologies d’impression 3D qui construisent les objets exclusivement par superposition de couches, la fabrication par lamination se distingue par une approche hybride. Comme évoqué précédemment, ce procédé repose sur l’utilisation de la découpe laser qui, couche après couche, sculpte la forme finale à partir d’un matériau stratifié. Il combine ainsi des étapes de fabrication additive et soustractive.

Dans un premier temps, la phase additive consiste à coller successivement des feuilles de matériau à l’aide d’un adhésif, formant un bloc compact. Une fois ce bloc constitué, la découpe laser — composante soustractive du procédé — intervient pour tailler avec précision chaque contour et chaque détail à l’intérieur du matériau. Cette précision garantit que les formes de chaque couche s’emboîtent parfaitement avec celles situées au-dessus et en dessous, assurant une cohésion optimale de l’ensemble. Cette combinaison unique des deux approches permet de produire des objets solides, aux géométries complexes et aux contours nets.

La fabrication par lamination se distingue par sa grande polyvalence, notamment grâce à sa capacité à traiter une large gamme de matériaux : papier, métal, plastique ou encore composites. Le papier demeure le matériau le plus couramment utilisé, car une fois stratifié, il présente des propriétés proches de celles du bois. Il peut également être renforcé à l’aide de résines durcissantes pour accroître sa rigidité. D’autres matériaux, comme les métaux ou les plastiques, sont également compatibles avec cette technologie, bien qu’ils exigent des ajustements spécifiques et présentent parfois des contraintes techniques.

La lamination est idéale pour le prototypage rapide d’objets aux formes et dimensions diverses, ainsi que pour la réalisation de modèles architecturaux ou de supports marketing en couleur. Sa facilité d’utilisation et son intégration possible dans des environnements de bureau en font une solution attractive pour les entreprises souhaitant développer leurs prototypes en interne.

Les avantages et les limites

Comme toute technologie, la lamination présente à la fois des avantages et des limites. Parmi ses atouts, on peut souligner sa rentabilité, liée à l’utilisation de matériaux peu onéreux comme le papier ou les feuilles plastiques. Cette technique se distingue également par sa capacité à produire des objets de grande taille, ce qui la rend particulièrement adaptée à la fabrication de prototypes ou de maquettes volumineuses. Les pièces obtenues offrent une bonne intégrité structurelle, grâce à une liaison solide entre les couches. Par ailleurs, le procédé réduit le recours à des structures de support complexes, limitant ainsi la consommation de matériaux supplémentaires et les opérations de post-traitement. Enfin, elle permet d’obtenir une finition de surface plus lisse sur les parties visibles des objets, ce qui diminue les besoins en retouches ou finitions manuelles.

En revanche, elle présente également certaines limites. Elle reste restreinte à un nombre limité de matériaux — principalement le papier, les plastiques et certains composites — ce qui peut la rendre inadaptée pour des applications exigeant des performances mécaniques ou thermiques élevées. De plus, la vitesse de production peut s’avérer relativement lente, notamment pour les géométries complexes, ce qui constitue un frein dans le cadre de projets à échéance courte. Le procédé en lui-même peut également générer des défauts visuels, tels que des lignes de stratification ou des coutures apparentes, affectant l’esthétique finale de l’objet. Cela limite le niveau de détail et de précision que la technologie peut atteindre, en comparaison avec d’autres méthodes d’impression 3D plus avancées. Enfin, la découpe du matériau génère une quantité non négligeable de déchets, parfois difficiles à recycler, soulevant ainsi des enjeux en matière d’impact environnemental.

En somme, la fabrication additive par lamination occupe une place légitime dans le paysage de l’impression 3D. Grâce à sa combinaison originale de procédés additifs et soustractifs, à son faible coût et à l’usage de matériaux accessibles comme le papier, elle constitue une solution pertinente pour le prototypage rapide et certaines applications de modélisation. À mesure que les technologies évoluent, des méthodes connexes comme la consolidation par ultrasons — une technique d’impression 3D métallique à basse température — pourraient renforcer davantage les capacités de la fabrication moderne et élargir encore le champ des possibles.

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*Crédits photo de couverture : Wevolver