L'histoire de l'impression 3D: Des années 80 à nos jours

L’histoire de l’impression 3D: Les technologies d’impression 3D des années 80 à nos jours

Publié Par le 22/05/2017

Vous pensez que l’impression 3D est récente ? Détrompez vous ! L’histoire de l’impression 3D est riche et complexe. En 2009, lorsque les brevets de la FDM ont expiré, l’impression 3D est devenue un sujet tellement en vogue qu’il était facile de penser à une toute nouvelle innovation. Et au vu de cette couverture médiatique massive, les gens ont souvent imaginé que la FDM était l’unique méthode de fabrication additive.

En réalité, la première méthode d’impression 3D était la Stéréolithographie (SLA), pas la FDM, et son premier brevet avait déjà été déposé durant les années 80. Vous êtes intrigué ? Voilà une chronologie rapide de l’histoire de l’impression 3D, des années 80 à nos jours, des premières machines jusqu’aux nombreuses applications et aux nouveaux espoirs qui fleurissent actuellement.

 

Les années 80: Naissance des 3 principales méthodes d’impression 3D

Les premiers essais d’impression 3D ont été réalisés par le Docteur Kodama. Il a développé une méthode de prototypage rapide en 1980. Il fut le premier à décrire une approche de la production couche par couche, créant ainsi un ancêtre de la Stéréolithographie (SLA) : une résine photosensible est polymérisée par une lampe à UV. Malheureusement, il n’a pas rempli le dossier de dépôt de brevet avant la date limite.

Quatre ans plus tard, une équipe d’ingénieurs français s’est intéressée à la Stéréolithographie (SLA), mais ils ont abandonné par manque d’opportunités commerciales.

Au même moment, Charles Hull s’est également montré intéressé par cette technologie, et a déposé un brevet pour la Stéréolithographie (SLA) en 1986.

Il a fondé la 3D Systems Corporation, et un an plus tard il a lancé la SLA-1.

En 1988, à l’University of Texas, Carl Deckard a déposé un brevet pour la technologie de Frittage Sélectif par Laser, ou SLS (Selective Laser Sintering), une autre méthode d’impression 3D qui consiste à fusionner localement des grains de poudre ensemble à l’aide d’un laser.

Entre temps, Scott Crump, co-fondateur de Stratasys Inc. a rempli un brevet pour le Dépôt de fil, ou Fused Deposition Modelling (FDM), la troisième des méthodes principales d’impression 3D.

En moins de dix ans, les trois principales méthodes d’impression 3D furent brevetées, ce qui marqua la naissance de l’impression 3D !

History of 3D printing

La SLA-1

Récapitulatif:

1980: Premier brevet, déposé par le japonais Dr. Kodama, pour le prototypage rapide.

1984: La Stéréolithographie est développée par des français, puis abandonnée.

1986: La Stéréolithographie est reprise par Charles Hull.

1987: Première machine SLA-1.

1988: Première machine de Frittage Sélectif par Laser (SLS) par DTM Inc., ensuite rachetée par 3D Systems.

 

Les années 90 : Émergence des premiers fabricants d’imprimantes 3D et des outils de CAO

En Europe, EOS GmbH est fondée, et développe le premier système EOS “stereos” pour le prototypage industriel et la production d’applications destinées à l’impression 3D. Sa qualité industrielle est aujourd’hui mondialement reconnue pour la technologie de Frittage Sélectif par Laser (SLS) pour plastiques et métaux.

En 1992, le brevet du Dépôt de fil, ou Fused Deposition Modeling (FDM) a été déposé par Stratasys, qui a ainsi développé de nombreuses imprimantes 3D à usage professionnel et individuel.

Entre 1993 et 1999, les principaux acteurs du secteur de l’impression 3D ont émergé avec des techniques différentes:

  • ZCorp et la Projection de liant (Binder Jetting): ils ont créé la Z402, basée sur la technologie d’impression par jet d’encre du MIT, qui produit des modèles en utilisant de l’amidon et des matériaux à base de poudre de plâtre, ainsi qu’un liant à base d’eau.
  • La technologie Arcam MCP et la SLM (Selective Laser Melting), ou Fusion Sélective par Laser.

Durant cette période, les outils de CAO (Conception Assistée par Ordinateur) pour l’impression 3D sont devenus de plus en plus disponibles et développés, avec par exemple la création de Sanders Prototype (maintenant connu sous le nom de Solidscape), l’un des premiers acteurs à développer des outils spécifiques pour la fabrication additive.

Les années 90 marquent aussi l’avènement des premières applications de l’impression 3D par des chercheurs médicaux, qui commencèrent à combiner médecine et impression 3D, ouvrant la voie à de nombreuses applications.

charles hull

Charles Hull remporta l’European Inventor Award dans la catégorie des pays non-européens, par l’European Patent Office Price en 2014.

 

Récapitulatif:

1990: Premier système EOS “Stereos”.

1992: Brevet de Stratasys pour le Dépôt de fil (FDM).

1993: Fondation de Solidscape.

1995: Z Corporation obtient une licence exclusive du MIT.

1999: La conception artificielle d’organes permet de nouvelles avancées en médecine.

 

Les années 2000: L’impression 3D gagne en visibilité dans les médias

En 2000, pour la première fois un rein fonctionnel est imprimé en 3D. Il faudra attendre 13 ans de plus pour assister à sa transplantation sur un patient. Les reins conçus par impression 3D sont maintenant complètement fonctionnels et les chercheurs expérimentent une culture accélérée afin de transplanter les organes plus rapidement.

2004 fut l’année de lancement du RepRap Project, où une imprimante 3D imprimait une réplique d’elle même. Ce projet open-source a conduit à la diffusion des imprimantes 3D de bureau utilisant la technologie du Dépôt de fil (FDM), et à la popularisation de cette technologie au sein de la communauté Maker.

En 2005, ZCorp lance la Spectrum Z510, la première imprimante 3D couleur en haute définition.

En 2008, la présence de l’impression 3D dans les médias s’est intensifiée grâce à une autre nouvelle application médicale : le premier membre prothétique imprimé en 3D. Il comporte toutes les parties d’un membre biologique, a été imprimé “comme tel”, sans avoir besoin de l’assembler plus tard. De nos jours, combiné avec les scanners 3D, les prothèses et les orthèses médicales sont de moins en moins coûteuses et extrêmement rapides à obtenir.

2009 a été l’année au cours de laquelle le brevet du Dépôt de fil (FDM) est tombé dans le domaine public, ouvrant la voie à une large vague d’innovations pour les imprimantes 3D FDM, une baisse du prix des imprimantes 3D, et par conséquent, étant donné que la technologie était plus accessible, une visibilité accrue.

2009 a aussi été l’année de la création de Sculpteo, un des pionniers dans le domaine maintenant fleurissant des services d’impression 3D en ligne, une nouvelle étape dans l’accessibilité de l’impression 3D au plus grand nombre.

 

Récapitulatif:

2000: Un rein fonctionnel est conçu par impression 3D.

2000: MCP Technologies (une entreprise établie de moulage sous vide) introduit la technologie SLM.

2005: ZCorp. lance la Spectrum Z510, la première imprimante 3D couleur en haute définition sur le marché.

2006: Un projet open source est initié (RepRap)

2008: Conception de la première jambe prothétique en impression 3D.

2009: Le brevet du Dépôt de fil (FDM) tombe dans le domaine public.

2009: Sculpteo est créé.

 

Les années 2010: Années de visibilité, d’innovations et d’espoirs pour l’impression 3D

Les dernières années ont été très importantes pour l’impression 3D. Avec l’expiration du brevet du Dépôt de fil (FDM), les premières années de la décennie sont devenues les années de l’impression 3D. La technologie d’impression 3D a envahi le marché et fait se questionner le secteur industriel à propos de la fiabilité de la fabrication additive comme mode de production. La révolution que la fabrication additive pourrait apporter dans les habitudes de consommation a été largement mise en avant, et bien que ces changements radicaux ne soient pas encore apparus, l’impression 3D s’immisce peu à peu dans les pratiques et l’imagination collective. En 2013, le président Barack Obama a mentionné l’impression 3D comme une problématique majeure pour le futur dans son discours “State of the Union”, ce qui a créé un buzz autour de l’impression 3D.

Elle est maintenant très présente dans les esprits, et dans les décisions des responsables politiques. Cette technologie progresse sans cesse, tout comme ses usages. De plus en plus de petites et grandes entreprises prennent en considération les avantages du prototypage à bas prix que permet l’impression 3D, et l’ont totalement intégré dans leurs itérations, innovations et processus de production.

En 2010, Urbee a été la première voiture créée grâce à l’impression 3D. Sa structure principale a été totalement imprimée en 3D, grâce à l’usage d’une imprimante 3D très large. Encore maintenant, la voiture imprimée en 3D est toujours considérée plus comme un rêve que comme une réalité, pourtant, de nombreux acteurs considèrent l’impression 3D comme une bonne alternative aux méthodes traditionnelles de fabrication.

En 2011, Cornell University a commencé à fabriquer une imprimante 3D pour les denrées alimentaires. A première vue, ce projet peut sembler trivial, mais la NASA recherche actuellement un moyen pour que les astronautes impriment leur nourriture en 3D dans l’espace.

En 2014, la NASA a amené une imprimante 3D dans l’espace afin de créer le premier objet imprimé en 3D hors de la Terre.

De nombreuses avancées médicales ont eu lieu grâce à l’impression 3D : impression de tissus, organes et prothèses à bas coûts.

De nouvelles imprimantes 3D sont régulièrement mises sur le marché, elles sont plus efficaces, elles impriment plus vite, elles donnent accès à de nouveaux matériaux… Un bon exemple est la technologie Carbon 3D CLIP, service que nous offrons sur notre plateforme depuis mars 2016, et qui imprime en 3D des résines mécaniques résistantes à une vitesse inégalée.

 

De nouveaux matériaux d’impression 3D sont testés chaque jour, que ce soit dans le laboratoire de Daniel Kelly, qui imprime en 3D des os, ou chez la startup française XtreeE, qui imprime en 3D du béton pour révolutionner l’industrie du bâtiment.

Dans le même temps, des efforts sont constamment faits pour rendre l’impression 3D plus accessible, au travers de l’éducation (jetez un oeil à notre ebook sur “How to Graduate in 3D printing”), des espaces partagés comme les FabLab et les Marketplaces, et bien sûr des services d’impression 3D comme le nôtre. Nous ajoutons continuellement de nouveaux matériaux à notre catalogue, ainsi que de nouveaux ajustements et outils d’optimisation pour être sûrs que vous imprimiez exactement ce que vous avez en tête, mais aussi de nouveaux ebooks et tutoriels pour que vous maitrisiez cette technologie, de la modélisation jusqu’aux finitions.

Récapitulatif:

2010: Urbee est officiellement le premier prototype de voiture imprimée en 3D.

2011: L’université de Cornell débute la conception d’imprimantes 3D à nourriture.

2012: La première mâchoire prothétique est imprimée et implantée.

2013: L’impression 3D est présente dans le discours “State of the Union” de Barack Obama.

2015: Carbon 3D dévoile CLIP, sa machine d’impression 3D révolutionnaire ultra rapide.

2016: Le laboratoire de Daniel Kelly annonce qu’il est capable d’imprimer des os en 3D.

 

Et maintenant ?
L’impression 3D n’a pas encore atteint ses limites, de nombreux projets doivent encore voir le jour et des histoires incroyables attendent encore d’être écrites. Nous imaginons déjà ce futur dans notre article sur les innovations à venir en impression 3D et le Top 10 des matériaux du futur en impression 3D qui existent déjà ! Avec notre nouveau service de découpe laser, nous dévoilons “l’usine du futur” : Allez voir nos infographies sur la fabrication digitale, ainsi que notre article sur la fabrication digitale et la fabrication agile. Celui de notre CEO Clément Moreau sur la fabrication digitale pourrait aussi vous être utile.