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L’impression 3D, également désignée par l’appellation fabrication additive, est apparue il y a de nombreuses années. À l’instar de la plupart des technologies émergentes, elle a traversé une période de médiatisation que certains qualifieraient d’excessive, et a été perçue davantage comme une nouveauté qu’une réelle technologie de rupture susceptible de transformer significativement les stratégies de production classiques. Mais au cours des dernières années, cet engouement a commencé à se muer en réalité, comme le montre la croissance exponentielle observée sur le marché. Selon les prévisions de marché établies par Wohlers Associates, Inc. en 2015, il est probable que l’impression 3D finisse par entrer dans une phase de croissance continue, passant, d’après les projections, de 7 milliards USD environ en 2016 à 21 milliards USD en 2020.
Malgré ces constats à la hausse, ce marché est à ce jour encore largement inexploité. Ainsi, aujourd’hui, la part de marché des objets imprimés en 3D est minuscule. Mais Wohlers Associates, Inc. est convaincu que l’impression 3D occupera un jour ou l’autre 5 % de la capacité de production mondiale, pesant alors 640 milliards USD.
C’est pour cette raison que de nombreuses entreprises, dont Mimaki, ont décidé de saisir cette intéressante opportunité et se sont lancées dans la fabrication de moteurs d’impression 3D.
Qui est Mimaki ?
Fondée en 1975 au Japon, Mimaki a vu progressivement grandir sa réputation et son influence. La société est à présent une entreprise d’envergure mondiale, se positionnant comme le fabricant leader d’imprimantes jet d’encre et de traceurs de découpe grand format, lesquels couvrent une large variété d’applications, telles que la signalétique intérieure et extérieure, l’emballage, les cadeaux promotionnels et les tissus d’ameublement, pour n’en citer que quelques-unes. Avec 1 580 employés dans le monde, la société génère un chiffre d’affaires annuel de 375 millions d’euros environ. Pour l’heure, l’Europe est son plus gros marché.
Pour Mimaki, migrer de systèmes d’impression jet d’encre 2D à séchage UV à l’impression 3D était une étape logique. C’est pourquoi l’entreprise a consacré d’importantes ressources R&D au développement de la 3D. La Mimaki 3DUJ-553, la première incursion de la marque sur le marché de la 3D, exploite une technique unique, qui repose sur sa technologie d’impression jet d’encre UV avancée. Cette imprimante a été dévoilée pour la première fois à la communauté de l’impression 3D lors du salon Formnext, qui s’est tenu du 14 au 17 novembre 2017 à Francfort.
À propos de l’impression jet d’encre 2D à séchage UV
L’impression jet d’encre que la plupart des gens connaissent utilise des encres à base aqueuse. C’est le cas notamment des imprimantes jet d’encre installées dans les domiciles et les bureaux du monde entier. Ces imprimantes reproduisent une image numérique sur du papier ou d’autres supports, en projetant des gouttelettes d’encre avec une extrême précision. Les encres à base aqueuse requièrent des supports spécifiques afin de minimiser l’encre absorbée. Pour les applications plus professionnelles à haut volume, les systèmes d’impression jet d’encre intègrent des modules de séchage élaborés destinés à éliminer l’eau du papier, pour ne laisser que les pigments d’encre.
Les systèmes utilisant des encres à séchage UV délivrent des produits plus durables. Le séchage UV repose sur l’émission de lumière ultraviolette et visible. Cette émission initie une réaction photochimique qui génère un réseau réticulé de polymères. L’encre est instantanément sèche et se lie généralement bien à un large éventail de supports. Il s’agit d’un procédé à solvant rapide et basse température, qui convient à l’impression, au traitement de surface, à la décoration… et à l’impression 3D.
L’offre relative aux imprimantes 3D est étendue. Si les intrants utilisés sont variés (poudres, filaments, liquides), tous sont voués à être déposés par couches successives, afin de créer l’objet convoité. Ce procédé est appelé fabrication additive, en opposition aux modèles de production plus traditionnels, où l’objet est créé par soustraction de matière (perçage, fraisage, tournage, etc.). Étant donné que ce procédé est numérique, il convient aussi bien aux productions uniques qu’aux longs tirages, et ce à un coût relativement homogène par pièce ; le principal vecteur du coût total étant la quantité et le type de matière déposée (plastique, résine, métal, céramique, entre autres).
L’approche Mimaki de l’impression 3D
Parmi les nombreuses approches différentes de l’impression 3D, Mimaki a choisi d’en adopter une où l’imprimante 3D projette des couches successives d’encre, qui sont immédiatement séchées par l’énergie lumineuse UV, et ce jusqu’à la formation complète de l’objet. Les fines couches s’accumulent sur le plateau pour créer précisément un ou plusieurs modèles ou pièces 3D. Si des débords ou des pièces complexes exigent un soutien, l’imprimante 3D projette un matériau de support amovible. Elle exploite le durcissement par LED pour réduire l’énergie utilisée, et se distingue à bien des égards des autres imprimantes 3D, notamment par les caractéristiques suivantes :
- Possibilité d’imprimer des objets couleur avec plus de 10 millions de couleurs : des profils colorimétriques peuvent être utilisés pour garantir la précision et la régularité des couleurs. Aucune peinture ultérieure n’est ensuite nécessaire, ce qui fait gagner du temps et épargne de la main-d’œuvre.
- Encre blanche et couche de finition à l’encre transparente, qui ajoute de l’éclat au produit imprimé.
- Élimination des matériaux de support par simple lavage à l’eau : il n’est donc plus nécessaire de découper manuellement des repères et autres structures de support ; une tâche très chronophage.
- Taille maximale de l’objet de 50 x 50 x 30 cm, soit des dimensions supérieures à celles proposées par les imprimantes 3D comparables.
S’appuyant sur ses nombreuses années d’expérience en impression jet d’encre 2D à séchage UV, Mimaki a également équipé la 3DUJ-553 de ses technologies brevetées essentielles, notamment son système de circulation d’encre pour éviter les obstructions, et son module de contrôle des buses NCU (Nozzle Checking Unit). Ce dernier surveille automatiquement les buses des têtes d’impression et réalise, en cas de dysfonctionnement, une stratégie de remplacement de buse, ce qui garantit une impression continue même si une buse s’avère défectueuse. L’imprimante est par ailleurs équipée d’une caméra de surveillance interne, qui permet aux opérateurs de surveiller la progression de l’impression.
Outre les applications de fabrication additive, l’imprimante 3DUJ-553 de Mimaki convient à d’autres usages, tels que :
- le prototypage durant le processus de conception;
- le prototypage couleur pour une mise sur le marché anticipée;
- l’impression de pièces test pour ajustement ;
- la création de modèles pour les industries de l’architecture, de la construction navale et autres, qui devaient auparavant réaliser ces modèles manuellement.
Impression 3D : le moment est venu
L’impression 3D, c’est pour maintenant. Après des années de développement et d’expérimentation, un large panel d’industries fait aujourd’hui confiance à l’impression 3D dans le cadre d’un vaste éventail d’usages différents. Et comme la technologie continue d’évoluer, l’impression 3D devrait peu à peu réduire l’écart qui la sépare des procédés de fabrication traditionnels.
Impression de pièces détachées dans l’espace pour la Station spatiale internationale, création d’articles de décoration intérieure uniques, production d’un modèle architectural réaliste ou simple production d’articles promotionnels, le potentiel de l’impression 3D est infini.
En outre, au vu des demandes grandissantes du marché pour plus de personnalisation, de variantes et d’UGS, et pour davantage de production au point de nécessité, la longueur des tirages ne cesse de rétrécir, créant encore plus de demande pour l’impression 3D et ses multiples possibilités.
Pour de plus amples informations sur l’impression 3D ou l’approche Mimaki de l’impression 3D, ou pour découvrir ce que l’impression 3D peut faire pour vous, n’hésitez pas à contacter les experts Mimaki, qui se feront une joie de partager leur expertise et leur vision.
