L’impression 3D modulaire au service de la recherche et de l’éducation
L’impression 3D est une technologie passionnante qui propose de nombreux avantages dans le domaine de l’éducation aussi bien pour servir un but pédagogique que pour nourrir les projets universitaires de recherche et développement.
Elle peut être déployée au sein d’une université ou des grandes écoles au sein des laboratoires de recherche, et des fablabs en lien avec différentes autorités académiques et entreprises.
L’imprimante 3D S600D dans le centre de recherche de Sigma Clermont – Source: Sigma Clermont
Pourquoi intégrer l’impression 3D au sein de l’éducation ?
Les avantages de l’impression 3D pour les universités et la recherche.
Aujourd’hui, l’impression 3D est utilisée dans les universités pour différentes applications et pour différents secteurs comme l’ingénierie, l’art, la recherche et l’architecture. Le caractère modulable d’une imprimante 3D comme la S600D qui peut imprimer des filaments, des pâtes et des liquides ouvre un champ des possibles beaucoup plus large aussi bien sur les applications que sur les matières imprimées. Elle permet notamment de remplir différentes fonctions au service d’une multitude de projets.
– Créer des prototypes et des modèles : l’impression 3D est un excellent moyen de créer des modèles physiques de formes et de conceptions plus ou moins complexes. Elle permet aux chercheurs et aux ingénieurs de créer rapidement et facilement des prototypes de nouveaux produits ou toute autre pièce, et les aide à mieux comprendre les performances de ces nouvelles conceptions. Elle identifie les défauts potentiels ou les domaines à améliorer. L’impression 3D contribue ainsi à accélérer le processus de développement et à réduire les coûts.
– Développer de nouveaux matériaux : l’impression 3D permet aussi de développer de nouveaux matériaux pour l’industrie. Les chercheurs et/ou les ingénieurs explorent, testent de nouvelles formulations ou combinaisons de matériaux pouvant être utilisés dans l’impression 3D. Mais cela n’est pas possible sur toutes les imprimantes 3D. De nouveau la S600D permet d’imprimer n’importe quelle matière en combinant des briques « open source » et une solution industrielle efficiente. Cela conduit à la création de nouveaux produits et de nouveaux composants aux propriétés uniques qui stimulent l’innovation dans des secteurs tels que l’aérospatiale, l’automobile et la santé.
– Personnaliser : l’impression 3D offre la possibilité de créer des pièces et des composants «hautement » personnalisés. Cela est tout à fait pertinent pour la réalisation de pièce unitaire comme dans le médical avec la réalisation de prothèses et orthèses propres à un patient grâce à l’impression 3D silicone.
– Créer des outils : elle est très utilisée pour créer des outils ou des moules spécialisés pour les processus de fabrication. Cela permet de réduire le coût et le temps nécessaire à l’outillage et rend les processus de fabrication plus efficaces.
– Réaliser de la « retroconception » : l’impression 3D est une parfaite solution pour la rétroconception de produits ou de pièces existantes. Cela est particulièrement utile dans des secteurs tels que l’automobile ou l’aérospatiale, où les pièces de rechange peuvent être perdues, difficiles à trouver ou ne sont simplement plus produites. On peut aussi y faire appel lorsqu’il faut améliorer des pièces existantes.
Thomas Batigne, Roland Lescure, Ministre délégué chargé de l’industrie, et Karim Sinno lors de la Semaine de l’industrie.
En plus de ces nombreuses applications, elle présente de réels bénéfices individuels par ses atouts pédagogiques :
– Développer la créativité et innovation : elle encourage ces valeurs en permettant aux étudiants et aux laboratoires de recherche de concevoir et de créer leurs propres objets. Cela favorise l’esprit d’entreprise et d’innovation.
– Proposer un apprentissage pratique et agile : l’impression 3D donne aux étudiants une expérience d’apprentissage pratique qui leur permet de concevoir, créer et tester des objets dans de réelles conditions physiques. La modularité aide à développer de meilleures aptitudes d’agilité et favorise leur capacité de concevoir des projets sans limites, en jonglant d’une technologie à une autre.
– Développer les compétences en matière de résolution de problèmes : la fabrication additive exige des étudiants qu’ils réfléchissent de manière critique et qu’ils résolvent des problèmes afin de créer leurs produits et que ceux-ci soient fonctionnels. Elle développe un esprit de logique, ou l’étudiant doit expérimenter, questionner, évaluer, optimiser et itérer un produit ou objet au service d’un problème ou d’un cahier des charges donné.
– Favoriser la collaboration : l’impression 3D est un processus collaboratif qui stimule le travail d’équipe et les compétences en communication. Les étudiants peuvent travailler ensemble pour concevoir et créer des objets, en apprenant à partager des idées, des compétences, et à travailler ensemble vers un objectif commun.
– Construire sa carrière : l’impression 3D est une technologie de plus en plus importante dans de nombreux secteurs, de l’industrie au médical. En acquérant des compétences en fabrication additive à l’école ou à l’université sur une machine industrielle comme la S600D, les étudiants apprivoisent la fabrication additive, la pratique de la modularité et l’utilisation d’une machine industrielle. La jeune génération peut alors mieux se préparer aux défis du futur.
Les inconvénients de l’impression 3D pour les universités.
Bien qu’elle apporte de très nombreux bénéfices à la recherche et à l’enseignement, l’impression 3D semble aussi avoir ses limites…
L’impression 3D peut être vue comme un processus lent : certaines impressions prennent plusieurs heures, voire plusieurs jours, pour être achevées, ce qui peut être frustrant pour ceux qui ont l’habitude d’obtenir des résultats immédiats. Cependant la production en général prend du temps et là où certains fournisseurs proposent des délais qui se comptent en semaines avec des stocks de commandes minimums, l’impression 3D apporte alors une solution beaucoup plus rapide et économe.
Les matériaux à imprimer sont limités : si la gamme de matériaux disponibles pour l’impression 3D s’élargit, elle reste limitée par rapport aux méthodes de fabrication traditionnelles. Cela signifie que certaines conceptions ne peuvent être réalisées ou qu’elles doivent nécessiter des étapes supplémentaires de post-traitement. C’est là que la S600D se différencie radicalement, grâce à ses têtes-outils amovibles, elle peut imprimer aussi bien des filaments, des pâtes et des liquides ce qui en fait aujourd’hui une des rares imprimantes à pouvoir imprimer tous types de matières de la composition « maison » aux matériaux industriels haute performance sur étagères, peu importe la marque et la source.
L’impression 3D c’est trop compliqué : pour certains l’impression 3D est un processus complexe qui nécessite des logiciels spécialisés et une expertise métier. Sans compétences ou ressources nécessaires, il peut être difficile de la mettre en place. C’est pourquoi Lynxter propose un programme de formation à la fabrication additive, une suite logicielle ergonomique et s’associe à différents partenaires pour développer les compétences-métiers.
L’impression 3D utilise des matériaux plastiques : concernant l’impact environnemental, l’impression 3D peut générer une quantité importante de déchets. Cependant l’impression 3D est aujourd’hui est des rares solutions de fabrication économique en petite et moyenne série, ce qui permet de contrôler plus finement la quantité à produire. Il devient alors possible de fabriquer à la demande et non à la série ce qui limite considérablement la génération d’exemplaires inutiles.
Projet Effet du vent sur les cathédrales gothiques par l’ENSAM
Maquette imprimée par la S600D – Source: ENSAM
Quelles universités sont équipées de la S600D, imprimante 3D modulaire par Lynxter ?
De nombreuses universités utilisent déjà la S600D et sa modularité au service de l’éducation et la R&D.
Par exemple, dans le cadre du projet PERSEUS (Projet Étudiant de Recherche Spatiale Européen Universitaire et Scientifique), les étudiants de SIGMA Clermont sont amenés à travailler sur un projet dans le domaine des lanceurs avec pour objectif de projeter les étudiants dans un avenir de découvertes, de sciences et de technologies : ils devaient réaliser une fusée d’environ 2,5 m de longueur pour tester de nouvelles technologies. Dans le cadre de ce projet, les étudiants ont alors réalisé un compartiment d’éjection de grande dimension en PLA sur l’imprimante S600D.
Ce projet a permis aux étudiants de développer une collaboration avec d’autres écoles, un travail d’équipe vers un enjeu commun, mais aussi de monter en compétences sur les métiers dans le domaine des lanceurs, et enfin de participer à la création d’un projet étape par étape (préparation, suivi, avancement, commande, fabrication additive et lancement de la fusée) jusqu’à son aboutissement.
Compartiment d’éjection réalisé sur la S600D – Source: Sigma Clermont
En omettant volontairement les projets et clients confidentiels, découvrez comment en France les universités en possession d’une imprimante 3D professionnelle S600D* utilisent la modularité de notre solution pour développer leurs projets de recherche et d’enseignement pédagogique.
Recherche et développement :
– ADDIMADOUR travaille sur différents projets de recherche et développement sur la thématique de fabrication additive métal. https://www.compositadour.com/
– Centrale Lyon utilise la S600D pour produire des outillages et prototypages de pièces en filaments techniques (PA6-CF et PC) à destination d’études aérodynamiques et phoniques. https://www.ec-lyon.fr/
– COMPOSITIC BRETAGNE SUD travaille sur des projets de développement matériaux et process sur les thématiques polymères et composites, la S600D est aussi à la disposition d’industriels dans le cadre de projets de recherche sur la région. https://compositic.fr/
– CHU NÎMES travaille sur le développement de l’impression 3D de médicaments. https://www.chu-nimes.fr/
– ENSAM / AEROPSACE VALLEY utilise la S600D pour imprimer des maquettes architecturales de différents matériaux afin de mesurer les effets du vent sur le patrimoine historique français comme Notre-Dame de Paris. https://www.artsetmetiers.fr/fr
– ESILV a pour objectif de développer de nouveaux matériaux intelligents intégrant l’électronique au cœur de la matière en utilisant la S600D. https://www.esilv.fr/
– ICMCB développe des projets de recherche sur l’impression de pâtes métalliques avec la S600D. https://www.icmcb-bordeaux.cnrs.fr/
– LMCPA CERAMATH UPHF étudie l’impression 3D de filaments céramiques techniques en fabrication additive grâce à la S600D. https://www.uphf.fr/ceramaths
– POLYTECHNIQUE utilise la S600D pour fabriquer des prototypes fonctionnels dans le cadre de l’accompagnement de projets entrepreneuriaux au sein du Fablab X-FAB. https://www.polytechnique.edu/
– SIGMA CLERMONT travaille sur le développement de nouveaux matériaux polymères biosourcés et/ou biodégradables pour la fabrication additive (filaments et silicones). https://www.sigma-clermont.fr/fr
– Université Paris Diderot réalise l’impression de différents matériels médicaux d’entrainement (organes) sur la S600D en utilisant plusieurs matériaux (thermoplastiques, silicones et hydrogels) https://u-paris.fr/
X-FAB, Centre de prototypage et de développement industriel de polytechnique
Enseignement pédagogique :
– CESI NANTERRE utilise la S600D en configuration filament dans le cadre du cursus d’ingénieurs afin de produire des pièces dans le cadre des projets étudiants. https://paris.cesi.fr/
– ENSCM utilise la S600D en configuration pâte pour les projets étudiants autour de l’impression de pâtes céramiques. https://www.enscm.fr/fr/
– ESTIA utilise la S600D en configuration filament pour enseigner la pratique de la fabrication additive et la prise en main d’un outil industriel innovant dans le cadre du cursus d’ingénieurs. https://www.estia.fr/
– UNIVERSITÉ PAUL SABATIER – INSTITUT CLEMENT ADER utilise la S600D en configuration filament pour les projets étudiants dans le cadre du cursus d’ingénieurs. https://www.univ-tlse3.fr/
– LYCÉE GUSTAVE EIFFEL utilise la S600D pour les projets étudiants dans le cadre du cursus d’ingénieur – Industrie SSI / BTS. https://www.eiffel-bordeaux.org/
– INP TOULOUSE – ENSIACET utilise la S600D en configuration filament dans le cadre du cursus d’ingénieurs pour réaliser des pièces pour différents projets étudiants et pour enseigner la pratique de la fabrication additive. https://www.ensiacet.fr/fr/index.html
– PLASTINNOV LORRAINE travaille sur des projets de développement d’applications pour des industriels de la région et utilise la S600D dans une cadre pédagogique pour les étudiants qui souhaitent découvrir la fabrication additive liquide et pâte. https://plastinnov.univ-lorraine.fr/
*Liste non exhaustive
L’impression 3D présente des avantages considérables pour les activités de recherche et de développement. Sa capacité à produire rapidement et facilement des prototypes, des pièces et des modèles complexes et personnalisés a révolutionné le processus de conception et de fabrication.
L’ouverture et de la modularité de la S600D lèvent les obstacles de certaines imprimantes 3D et permettent aux futurs ingénieurs et aux concepteurs de tester et d’affiner leurs idées de manière rentable et rapide avec une grande liberté, ce qui accélère l’innovation et raccourcit les cycles de développement.
