Qui a inventé l’imprimante 3D ? Quelle a été la première technologie d’impression 3D ? Quelle a été la première chose imprimée en 3D ? Passons en revue les faits et les histoires intéressants indicibles sur tout cela dans ce guide de l’histoire de la technologie d’impression 3D.
L’impression 3D est née il y a environ 40 ans. Au fil du temps, la technologie a ouvert d’énormes possibilités pour créer une variété de modèles dans les domaines du prototypage, de la dentisterie, des bijoux, de l’impression 3D en petits lots, des produits personnalisés, des miniatures, des sculptures, des maquettes et bien plus encore.
Mais comment tout a commencé?
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Histoire de l’impression 3D
Vous trouverez ci-dessous un historique rapide de la chronologie de l’impression 3D ;
Étape 1 : Naissance d’une idée
1980
Hideo Kodama, médecin à l’Institut municipal de recherche industrielle de Nagoya, a déposé une demande de brevet pour un appareil qui utilise la lumière UV pour superposer un objet rigide en résine photopolymère en couches.
Dans le brevet, il décrivait une imprimante photopolymère moderne. Cependant, la loi sur les brevets exige que toute personne déposant un brevet fournisse les données nécessaires à l’enregistrement du brevet dans un délai d’un an. Le Dr Hideo Kodama n’a pas pu fournir les données nécessaires et a donc abandonné l’idée.
Néanmoins, dans de nombreuses sources, le Dr Hideo Kodama est appelé l’inventeur de la technologie d’impression 3D.
1983
En 1983, trois ingénieurs – Alain Le Mejo, Olivier de Witt et Jean-Claude André du Centre national de la recherche scientifique français tentaient de créer ce qu’ils appelaient un « objet fractal ». Au cours de leurs expériences, ils ont eu l’idée d’utiliser un laser et un monomère qui, sous l’influence d’un laser, se sont transformés en polymère.
Les trois ingénieurs ont déposé une demande de brevet 3 semaines avant l’américain Chuck Hull.
Le premier objet créé sur l’appareil était un escalier en colimaçon. Les ingénieurs ont appelé la technologie stéréolithographie, et le brevet n’a été approuvé qu’en 1986. Grâce à eux, le format de fichier le plus connu pour l’impression 3D s’appelle STL (de l’anglais stéréolithographie).
Malheureusement, l’institut n’a pas vu les perspectives de l’invention et de sa commercialisation, et le brevet n’a pas été utilisé pour créer le produit final.
1984
Pendant ce temps, Chuck Hull travaillait pour une entreprise qui fabriquait des revêtements pour comptoirs et meubles à l’aide de lampes UV. La fabrication de petites pièces en plastique pour le prototypage de nouvelles conceptions de produits prenait jusqu’à deux mois.
Chuck a eu l’idée d’accélérer ce processus en combinant la technologie UV et en plaçant du plastique mince en couches. L’entreprise lui a donné un petit laboratoire d’expériences, où il a travaillé les soirs et les week-ends. Pour le matériel, Chuck a utilisé des photopolymères acryliques durcissant aux UV.
Une nuit, après des mois d’expérimentation, Chuck a finalement pu imprimer un échantillon et était tellement ravi qu’il est rentré chez lui à pied. Chuck a montré son invention à sa femme. C’était une coupe pour le lavage des yeux, plus comme une coupe de Sainte-Cène, selon l’épouse.
Chuck Hull a déposé une demande de brevet le 8 août 1984 et elle a été approuvée le 11 mars 1986. L’invention a été nommée « Appareil pour créer des objets tridimensionnels à l’aide de la stéréolithographie ».
Chuck a fondé sa propre entreprise, 3D Systems, et en 1988 a lancé la première imprimante 3D commerciale, la SL1.
1987
Une autre nouvelle méthode d’impression 3D est apparue à peu près en même temps que l’impression SLA. Il s’agit du frittage laser sélectif (SLS). Avec cette technologie, un laser est utilisé pour convertir une poudre fluide (au lieu de résine) en un matériau solide.
La technologie a été développée par Karl Deckard, un jeune étudiant de premier cycle à l’Université du Texas à Austin, et son professeur, le professeur Joe Beeman. Cependant, l’idée appartenait à Karl.
En 1987, Karl Deckar et le professeur Joe Beeman ont fondé Desk Top Manufacturing (DTM) Corp. Cependant, il faudra encore au moins 20 ans pour que l’impression 3D SLS devienne commercialement disponible pour le consommateur.
En 2001, la société a été rachetée par Chuck Hull’s 3D Systems.
1988
Étonnamment, un moyen plus simple et moins cher d’imprimer en 3D – FDM (Fused Deposition Modeling) a été créé après SLA et SLS, en 1988. L’ingénieur aéronautique Scott Crump était la personne derrière la technologie.
Crump cherchait un moyen facile de créer une grenouille en jouet pour sa fille et a utilisé un pistolet à colle chaude. Il a fait fondre le plastique et l’a versé en couches. C’est ainsi qu’est née l’idée de l’impression 3D FDM, une technologie de filament fusionné en plastique couche par couche.
Crump a breveté la nouvelle idée et co-fondé Stratasys avec sa femme Lisa Crump en 1989. En 1992, ils ont lancé leur premier produit en série, Stratasys 3D Modeler.
Étape 2 : L’impression 3D devient disponible
Les premières unités construites par 3D Systems et Stratasys étaient encombrantes et coûteuses. Leur coût s’élevait à des centaines de milliers de dollars et seules les plus grandes entreprises des industries automobile et aérospatiale pouvaient les utiliser.
Les imprimantes présentaient également de nombreuses limitations et ne pouvaient pas être largement utilisées. Le développement de la technologie d’impression 3D a été très lent.
20 ans plus tard, en 2005, le projet RepRap (Replicating Rapid Prototyper) voit le jour. RepRap est un mécanisme d’auto-réplication pour le prototypage rapide.
L’inspiration pour le projet était le Dr Adrian Bauer de l’Université de Bath au Royaume-Uni. L’objectif du projet était que l’imprimante 3D s’auto-copie et reproduise elle-même ses composants.
Sur la photo ci-dessus, toutes les pièces en plastique de l’imprimante « enfant » sont imprimées sur l’imprimante « parente ». Après quelques expérimentations, un groupe de passionnés dirigé par Adrian a finalement pu créer une imprimante 3D économique pour la maison ou le bureau.
L’idée a été rapidement reprise par trois technologues de New York, qui ont ouvert une entreprise pour la production d’imprimantes FDM de bureau – MakerBot.
Ce fut le deuxième tournant de l’histoire moderne de l’impression 3D.
Parallèlement, d’autres technologies se développaient. L’un d’eux qui se démarque est la bio-impression.
Thomas Boland de l’Université de Clemson a breveté l’utilisation de l’impression à jet d’encre pour imprimer en 3D des cellules vivantes, permettant d’imprimer des organes humains à l’avenir. La recherche dans ce domaine est toujours menée par des dizaines d’entreprises à travers le monde.
Une autre application importante de la nouvelle technologie a été la création de prothèses, d’abord conventionnelles puis bioniques. En 2008, la première prothèse imprimée a été transplantée avec succès chez un patient et lui a permis de reprendre une vie normale.
Une autre étape importante a été l’émergence de fichiers d’impression open source sur Internet. Des sites comme www.thingverse.com , www.myminifactory.com et bien d’autres hébergent des fichiers d’impression 3D gratuits et payants. Les utilisateurs partagent des modèles sur Internet et les impriment eux-mêmes.
Étape 3 : L’impression 3D aujourd’hui
Ces dernières années, l’impression 3D est devenue disponible pour le marché de masse. Les prix des imprimantes ont considérablement baissé et leur utilisation est devenue plus pratique.
Les imprimantes 3D en résine impriment des modèles détaillés avec une précision et une résolution élevées. Le nombre de passionnés d’impression 3D continue de croître, principalement grâce à une énorme communauté de passionnés prêts à aider les débutants. Ceci est facilité par la disponibilité de fichiers prêts à l’emploi pour l’impression 3D et la disponibilité de logiciels pour la création de modèles.
L’impression 3D est déjà en train de devenir une solution standard dans diverses industries, telles que la dentisterie, la bijouterie, l’orthopédie, entre autres. Les perspectives sont infinies – de la construction de maisons à la neurochirurgie, de l’impression sur chocolat à l’impression sur métal.
Si vous avez apprécié cet article, regardez la vidéo ci-dessous qui approfondit l’histoire de l’impression 3D :
