Tout ce que vous devez savoir sur la fabrication additive

La fabrication additive est utilisée dans diverses industries pour créer des prototypes et des pièces physiques. Pour sa part, la construction d’espaces par fabrication additive est pratiquée depuis plus d’une décennie. Nous vous en parlons.

Le site construction durable suscite un intérêt croissant de la part du grand public. Par conséquent, la recherche dans ce domaine a également augmenté ces dernières années. L’étude s’est concentrée en particulier sur les méthodes d’impression pour les produits suivants construire des maisons grâce à l’impression 3D.

Dans cet article, nous allons vous dire tout ce que vous devez savoir sur la fabrication additive et son utilisation en architecture

qu’est-ce que la fabrication additive ?

La fabrication additive est un processus étroitement lié à l’impression 3D. Ce processus consiste à construire couche par couche en déposant du matériau selon les données de conception numérique 3D préalablement indiquées numériquement.

Le terme « impression 3D » est souvent utilisé comme synonyme de fabrication additive. Cependant, la fabrication additive fait référence à toutes les techniques de fabrication additive, y compris l’impression 3D.

Matériaux et types de fabrication additive

La méthode utilisée pour créer les différentes parties d’un bâtiment dépend du matériau utilisé. Le béton, la céramique, les métaux ou les polymères (plastiques) sont les plus courants.

Dans le cas des matériaux à base de granulats, tels que le béton, le matériau est généralement extrudé en couches pour obtenir la forme souhaitée. Il s’agit d’un procédé dans lequel des matériaux secs sont superposés, puis un fluide est ajouté pour les lier entre eux. Parmi les autres types de fabrication additive, citons le moulage dynamique et le moulage par treillis en béton.

Pour les céramiques, il s’agit notamment de l’alumine, du phosphate tricalcique et de la zircone, ainsi que du verre en poudre qui peut être cuit avec des adhésifs pour créer de nouveaux types de produits en verre.

Une grande variété de métaux et d’alliages métalliques sont également utilisés, notamment l’or et l’argent, les aciers inoxydables et le titane, entre autres. Les pièces métalliques utilisent des techniques telles que la fusion et le dépôt par énergie dirigée, où une source de chaleur fusionne le métal.

Les plastiques sont les matériaux les plus couramment utilisés dans l’impression 3D, et comprennent une grande variété avec leurs propres avantages et applications.

On parle par exemple d’acrylonitrile butadiène styrène (ABS), d’acide polylactique (PLA) et de polycarbonate (PC), ou encore d’alcool polyvinylique (PVA) hydrosoluble, qui peuvent fournir un support temporaire avant de se dissoudre.

Les plastiques, qui comptent parmi les matériaux les plus adaptables, disposent d’un large éventail de méthodes pouvant être utilisées pour la fabrication additive, en fonction du type de polymère utilisé.

Comment fonctionne la construction par fabrication additive

Le processus de fabrication additive consiste à faire croître des objets tridimensionnels à partir de couches minces. Chaque couche successive est liée à la couche précédente de matériau fondu ou partiellement fondu.

La construction est définie numériquement par un logiciel de conception assistée par ordinateur (CAO), qui est utilisé pour créer des fichiers .stl qui décomposent la construction en fines couches. Ces informations guident la trajectoire d’une buse ou d’une tête d’impression, qui dépose avec précision le matériau dans ces couches.

Cela peut se faire par l’intermédiaire d’un faisceau laser ou d’électrons qui font fondre de manière sélective ou partielle une surface recouverte de matériau en poudre. Lorsque les matériaux refroidissent ou durcissent, ils fusionnent pour former la construction tridimensionnelle.

Le temps de construction dépend de plusieurs facteurs, notamment de la taille de ce que vous voulez construire et de la configuration utilisée pour l’impression. La qualité de la pièce finie est également importante pour déterminer le temps d’impression, car une qualité supérieure nécessite plus de temps.

La construction d’espaces avec la fabrication additive peut prendre de quelques minutes à plusieurs heures ou jours. La vitesse, la résolution et la taille sont les facteurs déterminants.

Bâtiments construits avec la fabrication additive

Le plus grand bâtiment du monde construit avec la fabrication additive se trouve à Dubaï

Utilisé à des fins administratives par le conseil municipal, ce bâtiment est actuellement le plus grand au monde construit par fabrication additive

Avec des murs de quelque 10 mètres de haut et une surface totale de plus de 2 100 mètres carrés, il est considéré comme le plus grand bâtiment imprimé selon le spécialiste de la construction 3D Apis Cor.

Le BOD au Danemark

La société danoise COBOD a construit le premier bâtiment imprimé en 3D en Europe en 2017. Ce bâtiment est un petit bureau d’une surface de 50 mètres carrés construit en béton.

Le logement social en France

Grâce à un projet de l’Université de Nantes, la construction de logements sociaux a été réalisée en 2017. L’idée était de construire des maisons rapidement et efficacement à un faible coût.

La surface de ces maisons est de 95 mètres carrés et, selon les parties prenantes du projet, leur coût a été inférieur de 20 % à ce qu’il aurait été en utilisant des techniques de construction traditionnelles.

La première maison construite avec une imprimante 3D en Espagne

En 2018, la construction de la première maison avec fabrication additive en Espagne a été réalisée, grâce à l’entreprise spécialisée Be More 3D . Cette maison a une superficie d’environ 24 mètres carrés et se trouve à côté de la faculté des beaux-arts de l’université polytechnique de Valence. Sa construction n’a pris qu’une quinzaine d’heures.

Avantages et inconvénients de la construction par fabrication additive

Les processus de construction traditionnels, tels que l’installation de la maçonnerie et des armatures en béton, demandent beaucoup de temps et de travail et comportent des risques pour la sécurité des travailleurs. Ils limitent également le concepteur en termes de formes réalisables et de résistance structurelle.

En revanche, la construction d’espaces par fabrication additive offre une plus grande liberté de conception, améliorant la sécurité et la productivité tout en réduisant les coûts de production.

Non seulement il est possible de produire pratiquement n’importe quelle forme, mais les objets peuvent également être créés avec différents matériaux pour augmenter leur résistance. Cela offre de nouvelles possibilités d’optimisation des composants

En outre, l’automatisation offerte par la fabrication additive la rend particulièrement adaptée aux projets de construction dans des environnements difficiles, comme les zones touchées par les radiations atomiques.

En ce qui concerne les inconvénients de la fabrication additive, les limites techniques des imprimantes ressortent, car la plupart des imprimantes actuelles ne permettent que des constructions à un seul étage.

En outre, les éléments extérieurs tels que les portes, les fenêtres, la plomberie ou les panneaux isolants sont toujours nécessaires pour une construction traditionnelle.

Il faut également garder à l’esprit que ces maisons utilisent un type de béton spécifique et que l’on ignore encore quelles seront les performances de ce béton à l’avenir.

Alors que le l’avenir de la construction est incertaine, la fabrication additive de maisons est présentée comme une solution au problème du logement et au développement de la construction durable. Qu’en pensez-vous ? Va-t-elle devenir un mode de construction incontournable ? Laissez votre avis dans les commentaires !