Histoire et développement de l’impression 3D – Comment tout a commencé

L’histoire de l’impression 3D est plus ancienne qu’on ne le pense. Elle remonte en effet au 19e siècle. threedom t'emmène dans un voyage dans le temps où il est question, entre autres, d’un meurtre.

Oui, vraiment !

Le 19e siècle : Des débuts plus précoces que prévu

1859 : François Willème invente le premier scanner 3D

Le sculpteur/photographe français François Willème de Paris présente le premier scanner 3D au monde, qui est devenu le précurseur de la photogrammétrie. Il a photographié un objet sous plusieurs angles à l’aide de 4 appareils photo afin de pouvoir créer un modèle 3D à l’aide de la pantographie.

En 1864, dans le cadre de son document de brevet, l’inventeur indique lui-même au United States Patent Office que son procédé permet à des personnes non qualifiées de réaliser des sculptures à partir de modèles vivants ou non. Selon lui, cela se fait à une vitesse plus élevée et à un coût moindre que les méthodes traditionnelles. En outre, il écrit que sa méthode peut également générer des objets plus petits ou plus grands que l’original.

Brevet US43822A – Photographing Sculpture – Photographie de sculptures

François Willème Invents Photosculpture : Early 3D Imaging

1892 : Jospeh E. Blanther : soldat, chevalier, visionnaire, magouilleur, assassin et puis enseignant ?

En 1892, Joseph E. Blanther, d’origine autrichienne, a inventé une méthode pour créer des cartes en relief. Celles-ci ont été créées en laminant des plaques de cire, puis en découpant le moule dans les plaques de cire, en les collant ensuite les unes sur les autres. Ainsi, comme aujourd’hui avec l’impression 3D, une carte en 3D a été créée couche par couche.

Malheureusement, son invention ne semble pas avoir eu le succès escompté. Il vivait néanmoins sur un grand pied. Il finançait son « style de vie » par des « amitiés » avec des femmes riches et des veuves. Sa vie de visionnaire a peut-être pris fin au moment où il a assassiné l’une de ses partenaires dans leur maison.

Ce n’est que deux ans plus tard qu’il a été arrêté, après qu’un homme a vu sa photo au poste de shérif d’une petite ville du Texas et l’a reconnu. Joseph était entre-temps devenu enseignant dans un endroit appelé Koppearl et avait changé de nom pour devenir Archibald Forbes. Après que sa véritable identité a été révélée et qu’il a été capturé, il s’est suicidé dans sa cellule avec un cocktail empoisonné. Apparemment, il s’était préparé à être capturé et avait caché le poison dans son chapeau.

Brevet US473901A – Manufacture of contour relief maps – Production de cartes géographiques en relief

Article de journal sur l’affaire du meurtre dans Sacramento Daily Union, volume 91, numéro 87, 24 mai 1896

The Knight Falls : Le meurtre de Mme Langfeldt, 1896, San Francisco

20e siècle : Le siècle de l’impression 3D (jusqu’à présent)

Selon les recherches, l’impression 3D a d’abord connu une longue période de disette au 20e siècle. Après l’invention des cartes en relief, aucun développement innovant de la technique n’a été enregistré (état 03/2020 – mais je poursuis mes recherches pour peut-être trouver quelque chose).

Ici, je dois admettre que j’ai longtemps décrit Chuck Hull comme L’inventeur de l’impression 3D. C’est pourquoi je vais encore modifier certains textes du blog à ce sujet. Comme tu le verras, il n’y a pas vraiment d’inventeur au sens propre du terme, car différents rebondissements de l’histoire ont fait que certaines inventions antérieures au brevet de Chuck Hull n’ont tout simplement pas été acceptées.

1980 : Hideo Kodama (ALS)

Le Dr Hideo Kodama du Nagoya Municipal Industrial Research Institute au Japon a été l’un des premiers chercheurs à s’intéresser au principe du durcissement des liquides à l’aide d’un faisceau laser. Il a déposé son brevet à ce sujet dès 1980, sous le numéro JPS56144478A. Il a décrit le principe comme suit dans sa demande de brevet :

« Une cuve contenant un matériau photopolymère est exposée à la lumière UV. Cette lumière durcit le matériau présent dans la cuve et crée ainsi un modèle couche par couche ».

La stéréolithographie fonctionne également selon ce procédé . Malheureusement, il a eu des problèmes de financement pour son brevet et n’a pas pu le déposer dans son intégralité dans le délai d’un an suivant son dépôt.

Source de l’image : Koichi Kitayama

En savoir plus : Hideo Kodama – A-t-il inventé la première imprimante SLA ?

1984 : Alain le Méhauté, Olivier de Witte et Jean-Claude André (ALS)

Alain le Méhauté faisait des recherches sur les géométries fractales et cherchait un moyen de prouver à ses collègues sceptiques que ses équations étaient correctes. C’est pourquoi il a cherché un procédé qui lui permettrait de montrer plastiquement les objets qu’il avait calculés.

C’est ainsi que plusieurs discussions avec Olivier de Witte et Jean-Claude André ont abouti à l’idée d’un appareil qui durcissait les liquides lorsqu’ils étaient exposés à la lumière. Son premier objet imprimé était un escalier en colimaçon. Ils ont déposé leur brevet pour le procédé de stéréolithographie trois semaines avant l’Américain Chuck Hull. En 1986, le brevet français est accordé et le nom de stéréolithographie entre dans l’histoire. Notamment grâce à l’extension de fichier.STL que nous connaissons bien.

Un potentiel méconnu conduit à des décisions erronées

Mais leur invention n’a pas reçu le soutien qu’ils espéraient. L’institut dans lequel ils travaillaient n’y a vu aucun potentiel de commercialisation, ce qui a empêché tout financement supplémentaire pour fabriquer un produit prêt à être commercialisé. L’institut ne voyait pas dans cette invention une imprimante 3D, mais une machine permettant de réaliser plastiquement des géométries et des équations complexes.

Source de l’image : Andrew Kovalev

En savoir plus : Les Français inventent la stéréolithographie, mais tout le monde s’en moque

1984 : Chuck W. Hull (SLA)

Au début des années 1980, Chuck W. Hull travaillait pour une petite entreprise qui utilisait la lumière UV pour donner aux tables une surface plastique résistante et pour réparer les nappes, les revêtements de sol et autres. Cela fascinait tellement Chuck qu’il passait ses soirées et ses week-ends dans le petit laboratoire que son entreprise mettait à sa disposition.

Il étudiait le comportement des photopolymères sous la lumière UV et, une nuit, il a trouvé les réglages optimaux pour fabriquer un véritable objet avec. En 1984, il a déposé son brevet pour la stéréolithographie et a fondé en 1986 l’entreprise 3D Systems, aujourd’hui connue dans le monde entier.

L'inventeur de l'impression 3D : Chuck W. Hull
Source de l’image : industryweek.com

En savoir plus : Chuck Hull

1987 : Carl R. Deckard (SLS)

Dans les années 1980, Carl R. Deckard était étudiant en ingénierie mécanique à l’université du Texas et travaillait en même temps pour l’entreprise TRW Mission, qui fabriquait des produits pour l’extraction pétrolière. Les machines de production étaient certes à la pointe de la technologie et la CAO était déjà utilisée. Mais du point de vue de Carl, on a quand même utilisé trop de pièces de fonderie et donc de moules.

L’invention de Carl Deckard est qualifiée de « révolutionnaire » par le journal Austin-American-Statesman.

Il a travaillé plusieurs années à la réalisation de son idée de pouvoir fabriquer des objets sans moules. L’université ayant reconnu le potentiel de son travail, il a pu se consacrer à l’amélioration de sa technologie pendant ses études de master, puis de doctorat.

Un brevet que l’université a aimé

Le brevet pour le frittage sélectif par laser (SLS) a été déposé en 1987 et obtenu en 1989. Des entreprises externes ont accordé des licences pour cette technologie, ce qui a permis à l’université du Texas de percevoir les revenus les plus élevés de tous ses brevets pendant plusieurs années.

Carl R. Deckard est malheureusement décédé le 23 décembre 2019.

En savoir plus sur le sujet : Carl R. Deckard – L’inventeur du frittage sélectif par laser

1989 : Steven Scott Crump (FDM)

Lorsque l’ingénieur en mécanique Steven Scott Crump a voulu fabriquer une grenouille-jouet pour sa fille de deux ans, il a associé cette idée à celle d’une machine capable de créer des objets en 3D. C’est ainsi qu’il a commencé à mélanger de la cire avec du plastique dans la cuisine de sa maison.

Pistolet à colle comme point de départ d’une histoire réussie

Avec un pistolet à colle, il a réussi à produire des objets en 3D. Selon la tradition, la grenouille ressemblait plus à du plastique fondu qu’à une vraie grenouille. Au fil du temps, il a eu l’idée d’attacher son pistolet à colle à un appareil doté d’axes XYZ afin d’automatiser la production.

Il a ainsi inventé le Fused Deposition Modeling (FDM) et a breveté le procédé en 1989. En 1992, la première imprimante FDM entièrement fonctionnelle a été lancée sur le marché. Sa femme Lisa et lui ont fondé l’entreprise Stratasys, dont il est toujours membre du conseil d’administration.

En savoir plus sur le sujet : S. Scott Crump – L’inventeur du procédé FDM

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