L’impression 3D est une technologie de plus en plus en expansion de nos jours et son champ d’application ne fait que s’élargir au point d’embrasser le secteur de la bijouterie et la joaillerie. Ainsi, de nombreux fabricants se servent de l’impression 3D pour concevoir des bijoux à partir d’un modèle virtuel préalablement conçu. Continuez la lecture de cet article pour en savoir plus sur cette technologie grandissante et révolutionnaire ainsi que son impact sur la conception de bijoux personnalisés.

Généralités sur l’impression 3D

Définition

L’impression 3D est l’appellation commune de l’impression en trois dimensions (celle sur papier étant en deux dimensions : largeur et hauteur) et englobe tous les procédés de formation de solides par ajout ou agglomération de matière. Dans le jargon industriel, on utilise le terme de fabrication additive. Plus concrètement, l’impression 3D permet de réaliser un objet réel suivant des étapes ci-après :

• Un concepteur conçoit et dessine l’objet 3D grâce à un logiciel de conception assistée par ordinateur (CAO).
• Le fichier 3D obtenu est traité par un logiciel spécifique qui en fait un découpage en tranches représentant les différentes couches nécessaires à la réalisation de l’objet.
• Le découpage est alors envoyé à l’imprimante 3D qui dépose la matière couche par couche jusqu’à obtenir l’objet final.

Ce principe reste proche de celui d’une imprimante papier classique à la différence que c’est l’empilement des couches qui crée le volume.

« Surface x Hauteur = Volume », vous vous souvenez ?

Historique

Les premières imprimantes 3D sont apparues au début des années 2000. On utilisait alors la résine, matériau qui s’avérait inapte à un usage intensif, et qui ne servait qu’au prototypage rapide. Son usage ultérieur reste un sujet de recherche et de débat.

À partir des années 2010, la technologie se développe grâce à la découverte et la maîtrise de nouveaux matériaux. Dès lors, l’impression 3D sort du champ exclusif du prototypage pour être utilisée dans la réalisation de pièces finales dans l’industrie dentaire et la bijouterie de luxe. Il en est de même pour les industries aérospatiale, automobile et cinématographique qui ont emboîté le pas juste après.

Application

Les domaines d’applications de l’impression 3D sont multiples et variés. D’abord exclusive au prototypage, à l’architecture, aux études de design puis à l’appareillage et à la prothèse, elle gagne peu à peu des secteurs plus importants. Il s’agit des secteurs industriels qui vont de la production de pièces de voitures, d’avions à celle de bâtiments, de biens de consommation, etc. Découvrez à ce propos le top 12 des applications de l’impression 3D.

Toutefois, il faut noter qu’en dépit de l’expansion de l’impression 3D, son utilité limitée, la maîtrise technique nécessaire à sa mise en œuvre et le prix d’une imprimante de ce genre freinent son apparition comme appareil d’usage domestique.

De nos jours, s’il y a bien un domaine où cette technologie progresse à pas de géant, c’est bien la bijouterie !

L’impression 3D révolutionne la bijouterie

Depuis quelques années, le secteur de la bijouterie connaît un essor de l’impression 3D, mais ce n’est que récemment que cette technologie est vraiment devenue une réalité. On peut ainsi imprimer en 3D des alliances, des bagues de fiançailles ou encore des colliers avec des métaux comme l’or, l’argent ou le laiton.

Quand la technologie 3D s’applique à la bijouterie

Techniquement, l’utilisation de la technologie 3D assure une fabrication des bijoux d’une grande précision à partir de modèles virtuels. Un rapport indique que la bijouterie et la joaillerie « 2.0 » pourraient représenter un marché pouvant atteindre 11 milliards d’euros d’ici 2020. Même si trouver l’équilibre parfait entre innovation et production n’est parfois pas évident pour bon nombre de bijoutiers, cette technologie de haute précision apporte un vent révolutionnaire dans l’univers de la bijouterie.

L’impression 3D permet en effet, de produire des bijoux personnalisés pour toutes les envies et avec tous les matériaux imaginables qui pourront être utilisés. Vous pouvez vous rendre sur https://www.jewelssimo.com pour découvrir plus de 100 modèles de bijoux et colliers personnalisables.

Une fabrication désormais moderne de bijoux ?

Absolument ! Car, le bijoutier peut désormais créer un joyau virtuel sans avoir recours à un travail manuel. C’est ce procédé appelé Conception Assistée par Ordinateur (CAO) qui permet d’explorer plusieurs techniques auparavant insoupçonnées. Il est par exemple possible de créer des bagues de fiançailles personnalisées pour un couple. Il ne s’agit pas de simple gravure, mais plutôt de lettres gravées en relief. Le résultat final est bluffant !

On peut également imprimer un bijou avec précision à partir d’une image choisie par le client ou encore reproduire une photo, par gravure laser sur un médaillon.

En dehors des aspects de personnalisation mentionnés, on peut aussi noter une diminution du temps de fabrication et une diminution des coûts de production avec pour résultat un bijou abordable pour la plupart des clients.

Un coût de production de bijoux plus bas grâce à l’impression 3D

Une des choses qui revient cher au bijoutier, c’est bien le point de vente, car il est généralement situé dans un quartier prestigieux. Le stock représente également un investissement élevé, car les matières premières sont très onéreuses et les produits finis demandent des mesures de sécurité très coûteuses. Ces deux aspects disparaissent avec l’apparition de l’impression 3D. En vendant sur le web, certaines bijouteries « 2.0 » se passent de points de vente, et avec la nouvelle technologie sur soumission d’un modèle par le client, elles se passent de tout stock de matière première.

En effet, le bijoutier virtuel ne dispose d’aucun des articles qu’il présente en ligne. C’est au moment où le client choisit un modèle et achète un bijou sur le site internet que sa fabrication est lancée. Les bijoutiers peuvent dès lors travailler en flux tendu. En somme, avec le développement continu des nouvelles technologies, la bijouterie « 2.0 » a un brillant avenir devant elle.

Avantages pratiques de l’impression 3D pour la bijouterie

Le premier avantage de la conception et de l’impression 3D pour la bijouterie est qu’elle simplifie la complexité de la production puisqu’il est par exemple plus facile de faire des mini-détails sur un fichier 3D qu’en sculptant.

Un autre avantage est qu’elle rend la production plus flexible : au lieu de refaire un master et un moule pour chaque modification ou déclinaison de bijou, on peut simplement modifier le fichier 3D.

Le troisième avantage est lié à l’imagerie 3D : le fichier 3D permet de réaliser des images en trois dimensions au rendu complètement réaliste qui permettent de valider l’esthétique de la création avant même sa mise en fabrication et d’économiser sur le coût des visuels de bijoux.

On note aussi un gain de temps considérable dans la production. S’équiper d’une imprimante 3D permet de se concentrer sur des tâches à forte valeur ajoutée. Toute la production est prise en charge par une imprimante 3D autonome, rapide et ultra précise.

Un aspect pratique, surtout pour les clients est que les bijoutiers peuvent désormais leurs proposer des créations uniques et totalement personnalisées.

Les matériaux utilisés dans l’impression 3D en bijouterie

De nos jours, grâce aux avancées technologiques fulgurantes, il est possible d’imprimer en 3D une gamme variée de matériaux. Il existe deux principales familles de matériaux utilisés pour l’impression 3D. Il s’agit des plastiques (ABS, PLA, polyamide, etc.) et les métaux (or, argent, acier, titane, etc.). Mais il est tout aussi possible d’imprimer de la céramique, de la silice, du plâtre, de la cire ou encore du verre. Un des derniers matériaux d’impression 3D en date est le bois !

Vous vous doutez bien que chaque matériau a ses propres propriétés physiques, qui impliquent des limites de précision sur les machines (épaisseur, détails, etc.).

Ces limites peuvent être plus ou moins contraignantes pour la création de bijoux. Par exemple, la céramique exige au moins 3 mm d’épaisseur partout, ce qui la rend moins utilisable pour la création de certains types de bijoux.

Les métaux

Les métaux sont de loin, les principaux matériaux utilisés en bijouterie. En voici quelques-uns.

• Le laiton qui est un alliage à base de cuivre. Il est le plus souvent utilisé dans les gammes de bijoux fantaisie en raison de son aspect légèrement doré et de son faible coût. Le laiton est toujours proposé avec une couche de vernis qui le protège contre les chocs et la corrosion.
• L’argent, disponible à 925 millièmes, qui est un matériau incontournable dans le domaine de la bijouterie. Les finitions disponibles vont du sablé au satiné en passant par le gloss sans oublier le standard)
• L’or qui est le matériau précieux par excellence. Les trois types d’or proposés sont : jaune, blanc et rose.
• Le titane : matériau imprimable le plus solide du monde propose une solidité à toute épreuve et un niveau de précision un peu plus fin que les précédents.
• L’acier qui est le matériau le plus précis de toute la gamme.

Les plastiques

Parmi les matériaux plastiques les plus utilisés pour l’impression 3D du type dépôt de matière fondue FDM, il y a deux consommables dominants : le PLA et l’ABS. Ce sont des polymères et des thermoplastiques qui deviennent mous et malléables lorsqu’ils sont chauffés, mais qui reviennent à l’état solide lorsqu’ils sont refroidis.

Le PLA est le consommable le plus souvent utilisé pour les imprimantes personnelles qui fonctionnent par dépôt de fil. Écologique et totalement biodégradable, ce filament est d’origine végétale (amidon de maïs, racine de manioc et betterave), non toxique et sa fusion émet une légère odeur sucrée. Le PLA peut être utilisé pour imprimer des objets tels que les bols ou les tasses destinés à être en contact avec des aliments à condition qu’il soit pur et que l’extrudeur de l’appareil soit en acier inoxydable.

L’ABS est fabriqué à base de pétrole et représente le matériau le plus polyvalent, car étant compatible avec presque toutes les imprimantes 3D. L’ABS soluble dans l’acétone permet de souder les pièces métalliques avec une goutte ou deux, ou de lisser et créer un effet brillant par brossage ou trempage des pièces entières dans l’acétone. Sa souplesse, sa force et sa meilleure résistance à la température font de lui le matériau préféré des ingénieurs, et pour les applications professionnelles.

La poudre de polyamide est notamment utilisée pour imprimer des prototypes en plastique blanc, suivant un procédé d’impression 3D par frittage laser. En effet cette technique repose sur l’utilisation d’un faisceau laser qui vient sculpter l’objet en fusionnant les grains qui se solidifient sous l’effet de la chaleur. Le polissage permet ensuite de terminer la pièce. Cette poudre offre un niveau de détail impressionnant et donne aux objets imprimés un aspect sableux, granuleux et légèrement poreux. C’est pour cela qu’un polissage est souvent nécessaire. Les pièces peuvent ensuite être colorées en les plongeant dans un bain de teinture adapté. Également compatible pour des objets à contacts alimentaires, la matière est surtout utilisée pour la fabrication de mécanismes et d’engrenages.

Les techniques d’impression 3D en bijouterie

Il existe de nos jours plusieurs types de techniques d’impression 3D parmi lesquelles la stéréolithographie, le frittage sélectif par laser ou encore la FDM. Mais la réalité est que toutes les techniques utilisent le même principe. Le matériau est assemblé couche après couche, un peu à la manière d’une mille-feuille. Un liant spécifique favorise la fusion de ces couches superposées. Pour faire simple, l’objet en 3D est une superposition de couches de matériaux imprimées en 2D.

En bijouterie, les techniques employées varient en fonction du matériau utilisé.

Technique de la moule

Pour l’or, l’argent, le bronze et le laiton, une fois le modèle 3D créé avec un logiciel de Conception Assisté par Ordinateur, un modèle en cire est fabriqué par impression 3D. Ce modèle servira à créer un moule en plâtre dans lequel le métal y est coulé directement.

Technique de la poudre de matériau

Le titane et l’acier sont des matériaux imprimés « directement ». Une fois le modèle 3D créé avec le logiciel de CAO, une poudre de métal est déposée dans l’imprimante par couches et fusionnée pour former le bijou. Faites un tour sur cet article de presse parlant de l’impression 3D d’un bracelet à partir de la poudre d’or.

Grâce à ces techniques, l’impression 3D garantit des bijoux d’une qualité et d’une précision irréprochables.

La numérisation 3D, une extension de l’impression 3D

Le scan 3D ou la numérisation 3D pour bijoux offre de nombreux avantages. C’est le processus inverse de l’impression 3D : on quitte le réel pour le virtuel. Ce processus permet d’obtenir un fichier 3D détaillé après scannage d’un bijou existant. À partir de ce fichier, il est possible d’apporter des améliorations au design et au processus de fabrication de manière très précise, rapide et rentable.

Voici deux exemples d’applications de la numérisation 3D dans le secteur de la bijouterie.

• Lors de la numérisation 3D d’un bijou, le fichier 3D obtenu est beaucoup plus précis qu’une image, avec les détails. Le stockage de ces fichiers numériques pour une utilisation ultérieure est également très simple.
• La création d’un nouveau design basé sur un bijou existant, après numérisation 3D, est aussi une possibilité. Il suffira donc d’imprimer le fichier 3D résultant pour construire un moule pour les nouveaux modèles.

Le scan permet donc la réparation d’un bijou cassé ou endommagé, la réplique de bijoux existants, la capture et la sauvegarde de bijoux à un haut niveau de détail, etc. N’hésitez pas à lire plus de détails sur le principe de fonctionnement de la numérisation 3D.

Avant de terminer, il est à retenir que la technologie n’a bien entendu pas vocation à se substituer aux professions artisanales qui gardent leur savoir-faire unique. D’ailleurs, même avec l’impression 3D, la notion du fait main n’est pas totalement absente, les bijoux étant souvent post-traités manuellement. C’est donc une technique de fabrication complémentaire qui offre au secteur de la bijouterie un champ de possibilités encore plus large.