Qui a inventé l’imprimante 3D ? Quelle était la première technologie d’impression 3D ? Quelle était la première chose imprimée en 3D ? Passons en revue les faits intéressants et les histoires inédites à ce sujet 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’immenses possibilités pour créer une variété de modèles dans les domaines du prototypage, de la dentisterie, de la bijouterie, de l’impression 3D en petites séries, des produits personnalisés, des miniatures, des sculptures, des maquettes et bien plus encore.
Mais comment tout cela a-t-il commencé ?
Lisez la suite.
Histoire de l’impression 3D
Vous trouverez ci-dessous une brève chronologie de l’histoire 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 dispositif qui utilise la lumière UV pour superposer un objet rigide en couches de résine photopolymère.
Dans le brevet, il décrit 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 considéré comme 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 – tentent de créer ce qu’ils appellent un “objet fractal”. Au cours de leurs expériences, ils ont eu l’idée d’utiliser un laser et un monomère qui, sous l’influence du laser, se transforme 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 spirale. Les ingénieurs ont appelé cette technologie “stéréolithographie”, et le brevet n’a été approuvé qu’en 1986. Grâce à eux, le format de fichier le plus célèbre pour l’impression 3D s’appelle STL (de l’anglais stereolithography).
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
À cette époque, Chuck Hull travaillait pour une entreprise qui fabriquait des revêtements pour les comptoirs et les meubles à l’aide de lampes UV. La fabrication de petites pièces en plastique pour le prototypage de nouveaux produits prenait jusqu’à deux mois.
Chuck a eu l’idée d’accélérer ce processus en combinant la technologie UV et le placement de plastique fin en couches. L’entreprise lui a donné un petit laboratoire pour ses expériences, où il travaillait les soirs et les week-ends. Pour les matériaux, Chuck a utilisé des photopolymères durcissant aux UV à base d’acrylique.
Un soir, après des mois d’expérimentation, Chuck a enfin pu imprimer un échantillon et était si heureux qu’il est rentré chez lui à pied. Chuck a montré son invention à sa femme. Il s’agissait d’un gobelet de lavage des yeux, plutôt d’un gobelet de sacrement, selon l’épouse.
Chuck Hull a déposé une demande de brevet le 8 août 1984, et celle-ci a été approuvée le 11 mars 1986. L’invention s’intitulait “Appareil pour la création d’objets tridimensionnels par stéréolithographie”.
Chuck a fondé sa propre société, 3D Systems, et a lancé en 1988 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 sélectif par laser (SLS). Avec cette technologie, un laser est utilisé pour transformer une poudre qui s’écoule librement (au lieu d’une résine) en un matériau solide.
Cette technologie a été mise au point par Karl Deckard, un jeune étudiant de premier cycle de l’université du Texas à Austin, et son professeur, le Dr Joe Beeman. Cependant, l’idée appartenait à Karl.
En 1987, Karl Deckar et le professeur Joe Beeman ont fondé la société Desk Top Manufacturing (DTM). Cependant, il faudra encore au moins 20 ans pour que l’impression 3D SLS devienne commercialement disponible pour le consommateur.
En 2001, la société est rachetée par la société 3D Systems de Chuck Hull.
1988
Étonnamment, une méthode d’impression 3D plus simple et moins chère – FDM (Fused Deposition Modeling) – a été créée après SLA et SLS, en 1988. L’ingénieur en aéronautique Scott Crump est à l’origine de cette technologie.
M. Crump, qui cherchait un moyen facile de créer une grenouille-jouet pour sa fille, a utilisé un pistolet à colle chaude. Il a fait fondre le plastique et l’a coulé en couches. C’est ainsi qu’est née l’idée de l’impression 3D FDM, une technologie de filament fondu en plastique couche par couche.
Crump a breveté cette nouvelle idée et a cofondé Stratasys avec sa femme Lisa Crump en 1989. En 1992, ils ont lancé leur premier produit de 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 secteurs de l’automobile et de l’aérospatiale pouvaient les utiliser.
Les imprimantes présentaient également de nombreuses limitations et ne pouvaient pas être utilisées à grande échelle. Le développement de la technologie d’impression 3D a été très lent.
20 ans plus tard, en 2005, le projet RepRap (Replicating Rapid Prototyper) est apparu. RepRap est un mécanisme d’auto-réplication pour le prototypage rapide.
Ce projet a été inspiré par le Dr Adrian Bauer de l’Université de Bath au Royaume-Uni. L’objectif du projet était que les imprimantes 3D puissent “s’auto-copier” et reproduire elles-mêmes leurs composants.
Sur la photo ci-dessus, toutes les pièces en plastique de l’imprimante “enfant” sont imprimées sur l’imprimante “parent”. Après quelques expérimentations, un groupe de passionnés dirigé par Adrian a finalement réussi à créer une imprimante 3D économique pour la maison ou le bureau.
L’idée a rapidement été reprise par trois technologues de New York, qui ont ouvert une entreprise de production d’imprimantes FDM de bureau – MakerBot.
C’est le deuxième tournant de l’histoire moderne de l’impression 3D.
En parallèle, d’autres technologies ont été développées. L’une d’entre elles se distingue par 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, ce qui rendra possible l’impression d’organes humains à l’avenir. La recherche dans ce domaine est toujours menée par des dizaines d’entreprises dans le monde.
Une autre application importante de cette 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 retrouver une vie normale.
Une autre étape importante a été l’émergence de fichiers d’impression à source ouverte sur l’internet. Des sites comme www.thingiverse.com , www.myminifactory.com et bien d’autres hébergent des fichiers d’impression 3D gratuits et payants. Les utilisateurs partagent des modèles sur l’internet et les impriment eux-mêmes.
Étape 3 : L’impression 3D aujourd’hui
Ces dernières années, l’impression 3D est devenue accessible au 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 d’adeptes de l’impression 3D ne cesse de croître, principalement grâce à une énorme communauté de passionnés prêts à aider les débutants. Cette évolution est facilitée par la disponibilité de fichiers prêts à l’emploi pour l’impression 3D et par la disponibilité de logiciels pour la création de modèles.
L’impression 3D est déjà en train de devenir une solution standard dans divers secteurs, tels que la dentisterie, la bijouterie, l’orthopédie, entre autres. Les perspectives sont infinies – de la construction de maisons à la neurochirurgie, de l’impression de chocolat à l’impression de métal.
Si vous avez apprécié cet article, regardez la vidéo ci-dessous, qui retrace l’histoire de l’impression 3D :
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