Lunettes en impression 3D : solution zéro déchet ou pas?…

Par CaroleGreenerMummy

L’impression 3D a pour réputation de créer des lunettes zéro déchet.

Cependant, j’ai eu des informations qui commençaient à m’indiquer le contraire.

Alors, je me suis adressée au leader de l’impression 3D qui se trouve en Allemagne.

Et dire que j’en étais restée à une seule méthode d’impression 3D… Beaucoup de chose ont évolué en 5 ans… Alors faisons le point sur la situation en 2019.

Qu'est-ce que l'impression 3D?

Il existe 3 techniques en impression 3D dans la lunetterie.

1. Le frittage sélectif par laser

Le frittage selectif par laser ou SLS (Selective Laser Sinteting) a été développé par le Dr Carl Deckard et Joe Beaman de l’Université du Texas dans les années 80.

Cette technique est réalisable avec de nombreux matériaux comme des polymères ou des métaux. Mais le nylon est principalement utilisé.

Cette technologie de frittage a été brevetée ensuite par la DTM Corporation.

Comment cela se passe :

  • Tout d’abord, l’objet est créé via un logiciel de CAO
  • Le plateau d’impression et le dépôt de poudre sont chauffés en dessous de la température de fusion du polymère
  • Ensuite, l’impression est réalisée couche par couche avec de la poudre frittée par la chaleur d’un laser CO2
  • La première couche de poudre se dépose sur le plateau d’impression
  • Lorsque la couche est terminée, le plateau d’impression s’abaisse pour recouvrir la surface de la premiere couche
  • Et la 2eme couche se réalise ensuite puis la 3eme et ainsi de suite jusqu’à obtenir la pièce solide en entier
  • L’impression finie, la pièce est à nouveau plongée dans la poudre car la poudre doit être refroidie avant de pouvoir nettoyer et post-traiter l’objet réalisé
  • Pour finir, la pièce est nettoyée à l’air comprimé ou avec un autre moyen de nettoyage

2. L'impression 3D par jet de matière

L’impression 3D par jet de matière ou le Material Jetting a été mise en place en 1999 par la société Objet Ltd.

Ce process est réalisable avec un large choix de matières et de couleurs. Le tout pour un coût faible et un temps de réalisation court.

Cette méthode est plutot réservée pour la réalisation de petite piece.

La procédure :

  • L’objet est conçu avec un logiciel de CAO
  •  Ensuite, la modélisation est tranchée en plusieurs images numériques, ce qui correspond à chaque  couche de l’objet
  • Avant de commencer l’impression, la résine liquide est chauffée à 30-60 ° C
  •  Puis, la tête d’impression, telle une imprimante à jet d’encre, projette des micro-gouttelettes de résine photopolymère sensible à la lumière UV. 
  • Cette lumière ultra-violette fait durcir le matériau et forme ainsi les differentes couches
  • Pour finir, l’objet finit de durcir dans une chambre UV

3. Le depot de matière fondue

Le dépot de matière fondue ou  FDM  (Fused Deposition Modelin), est une technique développée à la fin des années 80 par Scott Crump.

C’est cette technologie qui a fait la renommé de l’impression 3D au debut de sa vulgarisation en 2005, grace au professeur Adrian Browyer et le projet RepRap.

Les matières les plus utilisées dans ce procédé sont le PLA et l’ABS (Acrylonitrile butadiène styrène). Mais on peut aussi utiliser des composites à base de métal, de pierre, de bois, et meme de matière alimentaire.

Le fonctionnement : 

  • L’objet est conçu avec un logiciel de CAO
  • Un autre logiciel découpe l’objet virtuellement pour analyser les différents paramètres d’impression
  • La machine chauffe à 200°C environ
  • Une fois chauffée, un filament de matière de 1,75mm ou 2,85mm de diamètre, sort de la buse et se depose sur la plateforme tout en se déplaçant sur 3 axes x, y et z. 
  • A chaque nouvelle couche appliquée, le plateau descend, jusqu’à impression de l’objet.

Une nouvelle technologie 3D à noter

La société Luxexcel a breveté une nouvelle technologie : Printoptical.

Le process de Printoptical repose sur le dépôt goutte à goutte de polymères liquides durcies par lampes UV. 

C’est le seul process à réaliser des pièces transparentes sans aucune étape de finition.

Lunettes en impression 3D : est-ce l'avenir des lunettes écologiques?

Un cabinet d’etude américaine estime le marché des lunettes en impression 3D à 3,4 milliards de dollars en moins de 10 ans.

Cela s’explique par la forte demande de personnalisation des lunettes. Et surtout par la qualité de résultat garantie sur un gros volume de production.

Pour l’instant, cette technique d’impression 3D est efficace pour leur rapidité d’execution, sa production de masse et pour le prototypage.

Les enjeux pour la planète

L’impression 3D commence à avoir la reputation d’etre une fabrication de lunettes zéro déchet.

Or, selon la méthode, ce n’est pas le cas.

-> Le frittage selective laisse un grand depot de poudre en fin de production. Certes, cela n’atteint pas les 80% de perte d’une plaque d’acétate, mais cela n’est pas du 0% de perte.

-> L’impression 3D par jet utilise du photopolymère, qui avec le temps se degrade… une perte de matière qui passe où? (dans la Nature? Sur notre peau?)

-> Et le depot de matière fondu est très énergivore.

D’autre part, la matière la plus utilisée dans la lunetterie en 3D est le Nylon… qui est une matière bon marché certes mais pas sans conséquence…

-> Rappelons que le nylon est une matière plastique de type polyamide similaire à celle de polyester. Il est issu de la pétrochimie. Sa fabrication est un procédé  énergivore et émetteur d’émission d’oxyde nitreux.

-> Le PLA, d’origine végétale certes mais sa production actuelle provient essentiellement d’OGM,  source de culture sous pesticides et d’engrais…

Il y a déjà quelques marques qui ont réussi la combinaison – impression 3D + matière ecoresponsable – :

 

Avant de prétendre que l’impression 3D soit une solution pour des lunettes zéro déchet, il faut connaitre la méthode de fabrication 3D.

Ensuite, son défi sera de trouver la matière adéquate pour atteindre la perfection dans la lunettes eco-responsable.

-> Pour en savoir plus,  je vous invite à lire l’article de Mélanie Renard, rédactrice en chef chez 3DNatives