De la fabrication additive à l'impression 3D/4D 2
Améliorations des techniques actuelles et leurs limites
Jean-Claude André
iSTE éditions
Préface
11
Jean-Charles Pomerol
Avant-propos
13
Remerciements
27
Introduction
29
Partie 1. Innovations incrémentales et technologies poussées à leurs limites41
Introduction de la partie 1
43
Chapitre 1. (R)-Évolutions incrémentales de procédés, de machines et de matériaux47
1.1. Introduction49
1.2. Faire de la stéréolithographie sans couche51
1.2.1. Optimiser l'apport de la lumière dans un processus monophotonique55
1.2.2. Fenêtre transparente56
1.2.3. Interface gazeuse56
1.2.4. Système à vis57
1.2.5. La « bonne idée »58
1.3. Absorption biphotonique simultanée60
1.3.1. Rappels sur l'absorption biphotonique simultanée et son potentiel d'amorçage61
1.3.2. Réalisations expérimentales66
1.3.3. Temps de fabrication et taille des voxels68
1.3.4. Analyse des innovations utilisant la photopolymérisation69
1.4. Remise en cause de la notion de couche70
1.4.1. Addition de structures préfabriquées70
1.4.2. Preuve de concept76
1.4.3. Synthèse78
1.5. État de surface de qualité optique79
1.5.1. Verres de lunettes et lentilles de contact79
1.5.2. Microlentilles80
1.5.3. Fabrication directe de lentilles (André et al., 1991 a ; André et Corbel, 1994)80
1.5.4. Fibres optiques multimodes82
1.6. Impression de métal à froid83
1.6.1. Dépôt électrolytique83
1.6.2. Encre métallique86
1.6.3. Procédés lasers86
1.6.4. Photochimie88
1.6.5. L'argent métal89
1.6.5.1. Systèmes biphotoniques91
1.6.5.2. Remarque92
1.7. Polymères conducteurs92
1.8. Objets en couleur94
1.9. Conclusion97
1.10. Bibliographie99
Partie 2. Fabrication additive poussée à ses limites115
Introduction de la partie 2
117
Chapitre 2. μ-Fluidique (ou microfluidique)125
2.1. Introduction125
2.2. Rappels sur la μ-Fluidique126
2.3. Des applications130
2.4. Retour sur la fabrication additive132
2.4.1. Procédé LIFT (Laser-Induced Forward Transfer)135
2.4.2. Procédé FEBID (Focused Electron Beam Induced Deposition)136
2.4.3. Autres méthodes137
2.4.4. Méthodes hybrides145
2.5. Conséquences conclusives146
2.6. Problème inverse : une application possible de la μ-Fluidique à la fabrication additive146
2.6.1. Frittage 3D146
2.6.2. Dépôt de particules polymérisées147
2.6.2.1. L'idée de base148
2.6.2.2. Nébuliseur153
2.6.2.3. Conclusion provisoire156
2.7. Conclusion157
2.8. Bibliographie158
Chapitre 3. Nanofabrication 3D ; μ-Électronique 3D ; ?-Robotique167
3.1. Introduction168
3.2. Nanofabrication 3D170
3.2.1. Matière informée : les origamis d'ADN171
3.2.1.1. Auto-organisation171
3.2.1.2. Exemples172
3.2.1.3. Origamis d'ADN173
3.3. Retour aux méthodes classiques de la fabrication additive176
3.3.1. (Électro) déposition176
3.3.2. Déposition au travers d'un nanotube179
3.3.3. Faisceau d'électrons focalisé179
3.3.4. Dépôt de fil180
3.3.5. Couplage additif-soustractif181
3.4. Nanomatériaux et fabrication additive182
3.5. Conclusion183
3.6. μ-Électronique 3D185
3.6.1. Circuits électroniques 2D ou 3D186
3.6.2. Domaines applicatifs186
3.6.2.1. Matériaux188
3.6.2.1.1. Matériaux conducteurs188
3.6.2.1.2. Couplage isolant-conducteur190
3.6.3. Couplages soustractif/additif192
3.7. μ-Électronique193
3.8. Conclusion et attentes193
3.9. Actionneurs et μ-robots194
3.10. Conclusion195
3.11. Bibliographie196
Partie 3. Pour aller un peu plus loin ?211
Introduction de la partie 3
213
Chapitre 4. Petite réflexion sur des domaines à explorer et leurs conditions de succès217
4.1. Introduction219
4.2. Domaines d'innovation à privilégier226
4.2.1. Comment savoir où il faut anticiper ?226
4.2.1.1. Remarque227
4.2.2. Opportunités231
4.3. Quelques conditions pour que la fabrication additive devienne mature ?233
4.3.1. Et la fabrication additive dans ce cadre d'interdisciplinarité ?237
4.3.2. Des constats240
4.3.3. Des voies de solution ?247
4.3.4. Des propositions de solutions ?249
4.4. Pour conclure de manière positive ce chapitre251
4.5. Bibliographie252
Chapitre 5. Questions d'espoirs et d'« inespoirs »263
5.1. Introduction264
5.2. Approche de la « tribu-laboratoire » (TL)266
5.2.1. Éléments de contexte268
5.2.2. Quelques résultats270
5.2.2.1. Vision générale270
5.2.2.2. Soutiens à la créativité271
5.2.3. Temps à consacrer aux ruptures potentielles274
5.2.3.1. Abus, prédation - Cohésion de groupe276
5.2.3.2. Open science276
5.2.3.3. Pour aller un peu plus loin276
5.2.3.4. Autres commentaires277
5.3. « Excellence scientifique »278
5.3.1. Critères quantitatifs d'évaluation278
5.3.2. Critères qualitatifs279
5.4. Financements et orientation des recherches279
5.5. Prospective, opportunités pour l'unité de recherche280
5.6. Projets collectifs ? Projets à risques ?283
5.7. Place de la créativité en recherche287
5.7.1. Soutien à la créativité ?288
5.7.2. Mais quand même des freins forts à la créativité290
5.7.3. Que faire ?291
5.8. Innovation, conséquence de la créativité293
5.8.1. Système académique297
5.8.2. Entre productions issues de la science et conscience responsable299
5.8.3. Engagement vers un futur centré sur l'innovation ?301
5.8.4. Être entre deux chaises ? Entre plus que deux chaises ?302
5.8.5. Innovation comme production scientifique : naît-elle de la liberté ? De quelle liberté ?304
5.9. Quelles solutions évoquer pour la fabrication additive ?307
5.9.1. Cadrage général307
5.9.2. Et si l'on examinait à l'aune de ces commentaires l'historique de la fabrication additive en France ?313
5.9.3. Un peu de créativité ?324
5.10. En forme de conclusion : un point de vue résumé de l'auteur328
5.11. Bibliographie331
Conclusion
347
Index
351
Sommaire de De la fabrication additive à l'impression 3D/4D 1
353
Sommaire de De la fabrication additive à l'impression 3D/4D 3
355