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Les matériaux d’impression 3D les plus étonnants

Publié le 6 janvier 2022 par Mélanie W.
matériau étonnant

Quand on pense aux matériaux utilisés en fabrication additive, les polymères sont généralement cités en premier, suivis des métaux et des céramiques. Mais depuis le début des technologies 3D, l’offre s’est largement étoffée et on peut désormais imprimer avec une variété de matières, le plus souvent surprenantes. Du chocolat au sel, en passant par les déchets plastiques recyclés ou les cendres, il est désormais possible de concevoir des objets encore plus originaux. Dans certains cas d’ailleurs, ces matériaux étonnants se révèlent être une excellente alternative au plastique, réduisant notre surconsommation et notre impact environnemental. On vous propose aujourd’hui de revenir sur ces matériaux d’impression 3D peu ordinaires, auxquels vous n’auriez probablement pas pensé au premier abord.

Le chocolat et l’impression 3D 

Le chocolat n’est peut-être pas le matériau d’impression 3D le plus surprenant de la liste, mais il est certainement l’un des plus utilisés. Le procédé d’impression 3D du chocolat est similaire à la technologie FDM, bien qu’il ait des propriétés de refroidissement différentes de celles du plastique, le processus étant plus long. Au fil des années, la popularité du chocolat dans le secteur de la fabrication additive n’a cessé de croître, à tel point que, de nombreuses entreprises ont développé des projets mêlant impression 3D et cet aliment. Parmi les plus populaires, on retrouve la collaboration entre 3D Systems et Hershey’s, l’un des plus grands fabricants de chocolat. De nombreuses imprimantes 3D capables d’imprimer du chocolat ont également vu le jour, comme mycusini ou Print2Taste.

Les filaments à base de bois

Des filaments à base de bois ou de plantes sont également disponibles sur le marché depuis un certain temps. L’entreprise néerlandaise ColorFabb propose par exemple plusieurs alternatives de filaments conçues à partir de ces matériaux. Depuis 2014 et le filament BambooFill, plusieurs matériaux sont venus compléter la gamme de ColorFab, comme les filaments CorkFill et WoodFill. Afin d’obtenir une finition de qualité aux aspects naturels, les fibres de bois sont généralement mélangées à une base PLA/PHA. Que ce soit pour fabriquer des figurines, des meubles ou des décorations murales, les filaments peuvent être utilisés dans toute situation nécessitant un aspect boisé. Bien que ColorFabb ne propose plus son BambooFill, il est possible d’acheter un produit similaire avec Wood Bamboo d’AzureFilm. Selon l’entreprise, ce filament est composé de 40% de bois recyclé et de 60% de polymères. Pour éviter tout problème lors de l’impression, il est toutefois recommandé de réduire la vitesse d’impression. Avec Entwined™, l’entreprise américaine Fuel 3D propose également un filament durable à base de PLA avec un ajout de chanvre. 

Crédits photo : Azurfilm

L’impression 3D à partir de cendres

L’entreprise espagnole Narbon se consacre à la mise en œuvre de nouvelles technologies et à l’innovation dans le secteur funéraire. Son service 3DMemories utilise l’impression 3D pour créer des bijoux en céramique originaux et uniques à partir des cendres, des cheveux, de l’ADN ou des restes du squelette d’un être cher. Pour ce faire, l’échantillon doit être traité et suivi d’une phase d’assemblage avec de la porcelaine, avant de passer au processus d’impression 3D du bijou. Ensuite, un émail est appliqué et la pièce est fixée. Comme vous vous en doutez, le service propose une gamme de produits pour les hommes et les femmes. 

Crédits photo : Narbón

Quand le sucre rencontre l’impression 3D

Sugar Lab a été racheté par 3D Systems il y a près de dix ans, mais s’est séparé de l’entreprise en 2020 et a été recréée en tant que société d’impression 3D de confiseries. À l’aide de l’imprimante Brill 3D Culinary Studio, développée à l’origine par 3D Systems et appelée ChefJet Pro, l’entreprise propose des bonbons et des décorations aux formes complexes. Située à Los Angeles, l’entreprise serait d’après ses dires capables d’offrir des sucreries de n’importe quelle saveur et de toutes les couleurs. Que ce soit pour les anniversaires, les mariages ou les fêtes de fin d’année, The Sugar Lab propose donc toutes sortes de friandises imprimées en 3D. Et en ce qui concerne la quantité, l’imprimante 3D serait en mesure de produire des centaines de bonbons par jour. Si The Sugar Lab fait partie des entreprises les plus connues utilisant le sucre comme matériau d’impression, d’autres sociétés, comme The Modernist Cuisine, se sont également essayées à l’impression 3D à partir de sucre.

L’impression 3D et le verre

Présent dans de nombreuses industries depuis des siècles, le verre est également utilisé dans le secteur de la fabrication additive. Plusieurs chercheurs, comme ceux du MIT ou du Lawrence Livermore National Laboratory (LLNL), ont développé des solutions d’impression 3D pour parvenir à imprimer du verre. Par exemple, l’équipe du MIT a développé la machine G3DP2 qui serait capable de traiter 5 kilos de verre par heure. Grâce à cette machine, les chercheurs avaient réussi à concevoir des piliers de verre 3 mètres de haut à l’occasion de la Milan Design Week. Plus récemment, la startup Glassomer a également développé une technologie d’impression 3D de verre. Ils ont mis au point un matériau composé de poudre de verre fine et d’un liant plastique, capable d’être traité par des imprimantes SLA. 

Crédits photo : Glassomer

L’impression 3D à partir de diamant

Même si le diamant fait partie des matériaux les plus durs présents sur Terre, il est également possible de l’imprimer en 3D. En 2019, Sandvik Additive Manufacturing a annoncé avoir fabriqué le tout premier composite en diamant imprimé en 3D. Bien que les pièces imprimés à partir de ce précieux matériau ne brillent pas, Sandvik affirme qu’il est désormais possible d’imprimer en 3D le diamant dans des formes très complexes, et la société nourrit de grands espoirs quant à ses applications futures. 

Des matériaux d’impression 3D issus de la mer

Les filaments restent aujourd’hui les matériaux d’impression 3D les plus utilisés, principalement dû au fait que les machines FDM sont plus largement accessibles. Mais saviez-vous que certains d’entre eux sont conçus à partir de coquillages et crustacés ? L’entreprise française Francofil est à l’origine de ces matériaux : elle a imaginé une gamme de co-produits, réalisée à partir de PLA et de coquilles de moules, de Saint-Jacques et d’huîtres. Ces coquilles sont issues de la filière de recyclage de la restauration et sont broyées afin d’être transformées en filament. Fabriqués en France, ces matériaux s’impriment comme un PLA standard.

Crédits photo : Francofil

Impression 3D à partir de sel local

Emerging Objects est une entreprise américaine qui combine les nouvelles technologies et les matériaux innovants pour réaliser des projets surprenants. L’un des plus remarquables est le « Saltygloo », une structure réalisée par impression 3D de sel. Le sel utilisé a été collecté localement dans la baie de San Francisco, une région qui produit pas moins de 500 000 tonnes de sel marin par an. Outre le Saltygloo, la société a développé d’autres projets mêlant impression 3D et sel, tels que la tour GEOtube ainsi que des structures pour les maisons.

Crédits photo : Matthew Millman

Les filaments fabriqués à partir de plastique recyclé 

Comme dans la majorité des industries, la durabilité est au coeur des problématiques dans le secteur de la fabrication additive. C’est pourquoi, ces derniers temps, de nombreuses entreprises développent des matériaux d’impression durables à partir de plastique recyclé. Et parmi ces initiatives, on retrouve le projet  Print Your City lancé par le studio de design basé à Rotterdam The New Raw. L’entreprise a transformé en filament les déchets des habitants d’Amsterdam et de Thessalonique. Ces filaments ont ensuite été utilisés pour imprimer en 3D des bancs ainsi que plusieurs mobiliers urbains dans les deux villes hollandaises. Une idée qui rappelle le projet Million Waves, qui a pour objectif de transformer les déchets plastiques marins en prothèses imprimées en 3D. Enfin, le studio de design autrichien EOOS a également développé un projet semblable avec son tricycle ZUV. Il a été fabriqué à partir de 70 kilos de déchets récupérés dans différents supermarchés de Vienne, la capitale d’Autriche. 

Crédits photo : The New Raw

Des pneus recyclés

Chaque année, 259 millions de pneus sont jetés aux Etats-Unis. Un chiffre alarmant quand on sait qu’ils sont une des sources principales de la pollution mondiale aujourd’hui. Pour pallier à ce problème, une entreprise californienne, Emerging Objects, a décidé de les réutiliser comme matériau d’impression 3D. C’est ainsi qu’ils ont crée leur premier objet, le « Rubber Pouff » qui est composé d’une poudre obtenue grâce à la réutilisation des déchets par frittage sélectif laser. Une initiative que d’autres entreprises pourraient utiliser sans aucune hésitation !

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Digory, le matériau d’impression 3D inspiré de l’ivoire

Pour lutter contre la sur-exploitation de l’ivoire et donc la mise en danger de plusieurs espèces d’animaux,  l’université de Vienne et Cubicure GmbH a développé Digory, un matériau semblable à l’ivoire. Il s’agit d’une résine synthétique constituée de particules de phosphate de calcium et de poudre d’oxyde de silicium, destinée à restaurer les anciens monuments et objets en ivoire. À l’aide du processus de stéréolithographie, le matériau se solidifie dans les zones souhaités et permet à ses utilisateurs de reproduire les détails les plus fins. D’autant plus que Digory est  doté des mêmes caractéristiques et propriétés que l’ivoire.

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Le matériau Digory, à droite sur la photo, est similaire à l’ivoire. (crédits photo : Université technique de Vienne)

Un usage différent du lin

Parmi les alternatives aux filaments traditionnels, on retrouve également le matériau composite constitué de PLA et de lin du fabricant français Nanovia. L’entreprise précise que ce matériau composite ne constitue pas seulement une alternative durable aux filaments traditionnels, mais qu’il offre aussi la possibilité d’obtenir différentes nuances de brun en appliquant différents paramètres d’impression. Pour cela, il suffit de modifier la température d’impression au cours du processus de fabrication. En ce qui concerne la finition, le fabricant recommande de sceller les pièces imprimées avec un traitement de protection contre les UV afin que les pièces imprimées restent intactes le plus longtemps possible. 

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Crédits photo : Nanovia

L’argile comme matériau d’impression 3D

Ces dernières années, l’argile a commencé à se répandre sur le marché de l’impression 3D, notamment grâce aux nombreux projets de l’entreprise italienne WASP. Techniquement, il s’agit d’une sous-branche de l’impression 3D en céramique qui, bien que difficile à imprimer, est connue pour ses propriétés hors du commun. Récemment, WASP et Honda ont eu recours à l’impression 3D à partir d’argile pour créer des véhicules plus durables. Il existe également de nombreux autres usages, mais beaucoup sont axés sur la durabilité en raison des propriétés de l’argile, à l’image du projet de tuiles en terre cuite d’archiREEF destiné à restaurer le corail à Hong Kong.

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Crédits photo : Jonathan Keep

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