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Imprimantes 3D d’argile : notre sélection et guide complet


Ce guide explique en quoi consiste l’impression 3D d’argile (processus, matériaux, cas d’usage) et propose une sélection complète des meilleures imprimantes 3D d’argile du marché. On se concentre ici sur les imprimantes 3D spécialement conçues pour imprimer de l’argile, excluant ainsi les machines hybrides et multi-matériaux.

Qu’est-ce que l’impression 3D d’argile ?

La pratique de la poterie et de la sculpture en argile remonte à plus de 20 000 ans, et la survie des artefacts en argile au fil des années a grandement contribué à notre compréhension de la culture humaine.

Mais le travail de l’argile n’est pas seulement de l’histoire ancienne. Bien au contraire, de nouvelles technologies comme l’impression 3D d’argile ouvrent de toutes nouvelles possibilités dans le monde de la poterie, de la sculpture et même de l’architecture.

Dans cette vidéo, on trouve de nombreux exemples d’impression 3D d’argile utilisée pour la poterie et la sculpture :

L’impression 3D d’argile est essentiellement une combinaison de deux procédés existants : la poterie en colombins, une technique ancestrale pour fabriquer des récipients à l’aide de longs brins (ou « boudins ») d’argile empilés les uns sur les autres ; et l’extrusion ou dépôt de fil, s’agissant de la technologie de fabrication additive la plus courante dans les imprimantes 3D de bureau.

L’impression 3D de l’argile est similaire à l’impression 3D de plastique, mais ne nécessite pas de buse chauffée à haute température. L’argile est extraite de son réservoir et poussée à travers une buse, qui dépose l’argile en sorte de fil épais selon les instructions du fichier 3D, couche par couche. Le résultat : une structure en argile qui peut ensuite être enfournée tout comme un objet sculpté à la main.

Les imprimantes 3D d’argile utilisent toutes une technologie à base d’extrusion de matière. Elles sont ainsi différentes des imprimantes 3D de céramique, une catégorie plus vaste qui englobe d’autres technologies (poudre, résine, …).

Les meilleures imprimantes 3D d'argile

Imprimante 3DVolume d'impressionPaysPrix*Acheter
WASP DeltaWASP 2040 Clay⌀ 200 x 400 mmItalie$5,000Devis
WASP DeltaWASP 40100 Clay⌀ 400 x 1000 mmItalie$6,900Devis
DeltaBots 3D PotterBot 10 Pro415 x 405 x 500 mmÉtats-Unis$6,105Devis
DeltaBots 3D PotterBot 10 XL490 x 490 x 710 mmÉtats-Unis$7,800Devis
StoneFlower 3.1480 x 480 x 500 mmAllemagne$3,499Devis
VormVrij LUTUM 5430 x 450 x 500 mmPays-Bas$9,900Devis
VormVrij LUTUM 4430 x 450 x 500 mmPays-Bas$6,000Devis
Ce tableau représente notre sélection de quelques unes des meilleures imprimantes 3D d'argile du marché.

*Prix : Les prix peuvent varier au fil du temps et/ou d'un pays à l'autre (taxes, frais de livraison, ...).

Présentation des meilleures imprimantes 3D d'argile

Delta WASP 2040 Clay

  • Volume d’impression : ⌀ 200 x 400 mm
  • Pays : Italie
  • Prix : 3 000 €
La Delta WASP 2040 Clay est la plus petite des deux imprimantes 3D argile du fabricant italien WASP. Les deux imprimantes nécessitent un compresseur d’air séparé pour la distribution de l’argile.

La 2040 est de conception ouverte pour permettre des modifications manuelles pendant l’impression et est équipée de l’extrudeur LDM de WASP, capable de traiter la porcelaine, la faïence (terre émaillée) et d’autres matériaux.

D’autres caractéristiques comprennent un système « Free Z », permettant de redémarrer des impressions interrompues à la bonne hauteur, et un système « Resurrection » pour le redémarrage des impressions interrompues par une panne de courant.

Plus d’informations : WASP DeltaWASP 2040 Clay

Delta WASP 40100 Clay

  • Volume d’impression : ⌀ 400 x 1000 mm
  • Pays : Italie
  • Prix : $6,900
La Delta WASP 40100 Clay est la plus grande et la plus chère des imprimantes 3D argile de WASP. Elle offre des caractéristiques techniques similaires à celles de la 2040, mais pas que.

La 40100 est conçue sans base (lit d’impression) ce qui permet d’imprimer directement sur des surfaces externes. Cela offre également la possibilité de déplacer l’imprimante pendant que l’argile imprimée est encore en train de sécher.

La machine peut aussi être équipée de l’extrudeuse LDM WASP XL, avec des diamètres de buse allant jusqu’à 8 mm.

Plus d’informations : WASP DeltaWASP 40100 Clay

3DPOTTER 3D PotterBot 10 Pro argile

3DPOTTER 3D PotterBot 10 Pro

  • Volume d’impression : 415 x 405 x 500 mm
  • Pays : États-Unis
  • Prix : 6 105 €
La 3D PotterBot 10 Pro est l’une des imprimantes 3D d’argile les plus populaires de 3DPOTTER, un fabricant d’imprimantes 3D basé en Floride. Elle est conçue pour les chercheurs et les artistes.

La PotterBot 9 est équipée d’un extrudeur de pâte qui ne nécessite pas de compresseur d’air externe. Ce système d’extrusion directe permet d’utiliser de l’argile non diluée.

Plus d’informations : 3DPOTTER 3D PotterBot 10 Pro

3DPOTTER 3D PotterBot 10 XL clay 3D printing

3DPOTTER 3D PotterBot 10 XL

  • Volume d’impression : 490 x 490 x 710 mm
  • Pays : États-Unis
  • Prix : 7 800 €
Le PotterBot 10 XL est la plus grande imprimante à rail cardinal du catalogue 3d Potter. Elle est plus chère que la PotterBot 9, mais plus abordable que les modèles Scara haut de gamme de PotterBot.

Cette imprimante 3D pour argile est disponible avec une extrudeuse de 3 600 ml ou 4 000 ml et, contrairement au PotterBot 9, elle peut imprimer en sens inverse.

Comme la 9 Pro, l’imprimante 3D à seringue 10XL utilise un moteur pas à pas hybride en boucle fermée pour tous les axes d’impression ainsi que pour l’extrudeur.

Plus d’informations : 3DPOTTER 3D PotterBot 10 XL

StoneFlower 3.1

StoneFlower 3.1

  • Volume d’impression : 480 x 480 x 500 mm
  • Pays : Allemagne
  • Prix : 3 499 €
L’entreprise allemande StoneFlower, fondée par deux chercheurs de l’Université technique de Munich, vend des imprimantes 3D d’argile, des têtes d’impression et des kits d’extrusion d’argile.

Leur StoneFlower 3.1 est une imprimante de type cartésien dotée d’un extrudeur à piston qui peut imprimer des matériaux comme l’argile et la porcelaine. Un deuxième extrudeur peut être installé sur la machine sur demande.

Ses caractéristiques comprennent une interface à écran tactile de 5 pouces, la compensation du niveau du lit d’impression et une fonction d’arrêt d’urgence.

Plus d’informations : StoneFlower 3.1

VormVrij LUTUM 5

VormVrij LUTUM 5

  • Volume d’impression : 430 x 450 x 500 mm
  • Pays : Pays-Bas
  • Prix : 9 900 €
Le LUTUM 5 est une imprimante 3D dédiée à l’argile de l’entreprise familiale VormVrij, conçue pour les céramistes, les chercheurs et les formateurs. C’est le modèle le plus avancé de la gamme LUTUM, distinct des modèles BRUTUM de niveau industriel.

La machine est dotée d’un plateau de travail en acier inoxydable, de rails linéaires résistants et d’un extrudeur robuste lui aussi en acier inoxydable. Elle est ainsi adaptée aux longues sessions d’impression 3D et compatible avec des argiles de différentes viscosités. Elle est dotée d’un écran tactile de 7 pouces, d’une mise à niveau automatique du plateau et d’un système électronique de 32 bits. Il est intéressant de souligner que le lit d’impression est stationnaire ; seule la tête d’impression se déplace, et non l’objet en cours de fabrication.

Comme de nombreuses machines comparables, les imprimantes LUTUM nécessitent un compresseur d’air séparé pour acheminer l’argile vers l’extrudeur. Cependant, la cartouche d’argile est directement fixée à l’imprimante, ce qui élimine la latence de l’écoulement.

Plus d’informations : VormVrij LUTUM 5

VormVrij LUTUM 4

VormVrij LUTUM 4

  • Volume d’impression : 430 x 450 x 500 mm
  • Pays : Pays-Bas
  • Prix : 6 000 €
Conçue pour les petits ateliers de céramique, la LUTUM 4 est une imprimante 3D d’argile abordable de VormVrij. À partir de 2021, les clients se verront proposer la version 4.5.

L’imprimante est disponible en édition standard ou PRO. La version standard est dotée de rails de guidage réguliers, tandis que la version PRO est dotée de rails HIWIN et convient aux universités, aux laboratoires de fabrication et à la production de base.

Contrairement à la version LUTUM 5, l’imprimante LUTUM 4 clay 3D standard est équipée d’un extrudeur en nylon. L’extrudeur peut toutefois être mis à niveau vers la version en acier inoxydable. Toutes les imprimantes LUTUM peuvent accueillir un deuxième extrudeur pour les projets 3D les plus complexes.

Plus d’informations : VormVrij LUTUM 4

Mentions spéciales

Hyrel 3D

Hyrel 3D est un fabricant d’imprimantes 3D qui met l’accent sur la modularité. Leurs imprimantes 3D modulaires peuvent accueillir un large éventail de têtes-outils et buses d’impression pour imprimer différents matériaux.

L’extrudeur Hyrel 3D EMO-25 en aluminium anodisé est par exemple compatible avec plusieurs argiles, et peut aussi imprimer des matériaux tels que la plasticine, la vaseline et le silicone RTV (vulcanisable à froid).

WASP Clay Kit

En plus de ses imprimantes 3D d’argile, WASP vend un kit d’impression 3D d’argile compatible avec toute autre imprimante 3D WASP (découvrez-les via notre comparateur d’imprimantes 3D).

Ce kit d’impression 3D d’argile comprend un réservoir de trois litres et l’extrudeuse LDM WASP.

ZMorph Fab

La ZMorph Fab est une imprimante 3D multifonctions polyvalente. Avec ses multiples têtes d’impression et outils, la Fab peut imprimer et découper au laser de nombreux matériaux.

Le « Thick Paste Extruder » peut notamment être utilisé pour imprimer des pâtes épaisses, comme de l’argile, ou même pour de l’impression 3D alimentaire, comme de la pâte à cookies.

StoneFlower Ceramic 3D Printing KIT

Compatible avec de nombreuses imprimantes FDM standard, le kit d’impression 3D StoneFlower Ceramic comprend une tête d’impression (extrudeur à vis sans fin) et une puissante pompe-seringue motorisée.

Celle-ci a une capacité de 500 ml et peut travailler avec de l’argile dense sans recourir à un système à air comprimé.

Cerambot

La startup chinoise Cerambot a récolté 286 510 dollars grâce à une campagne Kickstarter réussie en janvier 2019.

Son imprimante 3D d’argile se décline en deux versions, l’une qui nécessite de l’air comprimé, et l’autre qui utilise un réducteur de vitesse à vis sans fin intégré pour acheminer l’argile vers l’extrudeur.

L'impression 3D d'argile : comment ça marche ?

Le processus d’impression 3D d’argile partage de nombreuses caractéristiques avec la fabrication par dépôt de fil fondu (FFF ou FDM), avec toutefois quelques différences importantes.

Comme pour l’impression FFF, la tête d’impression de l’imprimante 3D argile se déplace selon les instructions de l’ordinateur pour déposer le matériau couche par couche afin de créer des formes 3D. Cependant, au lieu de faire fondre un filament thermoplastique, le système pousse de l’argile à travers la buse.

Style cartésien vs delta

La plupart des imprimantes 3D d’argile ont un système soit cartésien, soit delta.

Les têtes d’impression des imprimantes cartésiennes se déplacent de manière rigide le long des axes X, Y et Z, tandis que celles des imprimantes delta sont tirées en position par trois « bras ».

Les imprimantes cartésiennes ont des plateaux d’impression carrés, tandis que le format delta dispose généralement d’un volume d’impression cylindrique.

Cartesian
L’imprimante 3D de StoneFlower est cartésienne, tandis que WASP produit des imprimantes 3D de style delta.

Flux du matériau

Le processus d’impression 3D de l’argile commence généralement par l’acheminement de la substance argileuse vers l’extrudeur depuis une trémie, un réservoir ou autre conteneur.

Cette opération peut être réalisée à l’aide d’air comprimé ou à l’aide d’une seringue ou d’un vérin mécanique. Les compresseurs d’air fournissent une source constante de pression fixe, mais les vérins mécaniques peuvent potentiellement déplacer de l’argile plus dure ou dense.

Une démonstration du procédé d’impression 3D d’argile de WASP :

Extrusion

Une fois que l’argile a été transportée jusqu’à la tête d’impression, elle est extrudée sur le lit d’impression ou sur la couche d’argile précédente. L’extrudeur fonctionne à l’aide d’air comprimé et/ou d’une vis sans fin, qui pousse l’argile hors de la tête d’impression à travers une buse. Les buses sont souvent interchangeables pour permettre l’extrusion de différentes épaisseurs d’argile.

Notez que certaines imprimantes, telles que les PotterBot de 3DPOTTER, ne disposent pas d’un système de distribution et d’extrusion séparé ; toute l’argile est stockée dans l’extrudeuse de l’imprimante, et une seule source de pression fait sortir la totalité de l’argile par la buse.

Post-impression

Après l’impression, on peut laisser l’argile sécher naturellement à l’air libre ou la chauffer doucement pour accélérer le processus. Elle est ensuite cuite dans un four à céramique (chauffant à plus de 1000°C), qui durcit l’objet en argile de manière permanente. Si une couche d’émail ou de glaçure est nécessaire, elle est appliquée après une première cuisson – sinon, la surface est trop poreuse – puis l’objet devra être recuit.

En règle générale, les fabricants d’imprimantes 3D n’incluent pas de four à céramique avec leurs imprimantes. Ce type de four coûte en général plusieurs milliers d’euros.

Les types d'argiles imprimables en 3D

La plupart des imprimantes 3D pour l’argile peuvent traiter une variété de matériaux argileux, qui peuvent être achetés en blocs humidifiés et prêts à l’emploi ou bien sous forme de poudre sèche.

Les fabricants d’imprimantes 3D d’argile ne vendent généralement pas leurs propres argiles spécialement formulées ou préparées. Toutefois, certains d’entre eux commercialisent des matériaux disponibles auprès de fournisseurs tiers. 3D POTTER, par exemple, distribue une pâte d’argile imprimable en 3D mise au point par la société internationale de céramique Sio-2.

Cela dit, presque tous les types d’argile peuvent être mélangés afin d’obtenir la consistance et la viscosité nécessaires à l’extrusion. Le mélange consiste à diluer les argiles avec de l’eau et/ou à ajouter de la chamotte, ce qui permet également d’améliorer la texture et d’éviter les fissures.

Comment savoir si votre argile est imprimable en 3D ?

Selon l’entreprise italienne d’impression 3D WASP, « l’objectif est d’obtenir un mélange suffisamment fluide pour pouvoir ressortir par les petites buses, mais en même temps suffisamment dur pour éviter l’effondrement pendant l’impression ».

En d’autres termes, si vous pressez votre mélange d’argile dans une petite seringue, elle doit s’affaisser très légèrement ; l’argile ne doit pas rester parfaitement droite (trop dure), ni trop s’affaisser (trop molle).

La viscosité idéale pour une impression dépend également de facteurs tels que la température ambiante, le diamètre de la buse et la vitesse d’impression souhaitée.

Les matériaux d’impression 3D argile adéquats comprennent :

    • Grès
    • Faïence
    • Porcelaine

Les argiles peuvent également être mélangées à des colorants pour céramique avant l’impression 3D afin de créer des objets colorés.

Quels cas d'usage pour l'impression 3D d'argile ?

Poterie

L’utilisation principale des imprimantes 3D d’argile est pour la fabrication de poteries. L’impression 3D permet aux céramistes de concevoir numériquement des objets tels que des cruches et des vases, puis de les réaliser avec précision grâce à l’imprimante 3D. Certains artisans peuvent utiliser une combinaison d’impression 3D et de techniques manuelles pour réaliser leurs poteries.

Même la production de grandes séries est possible, comme le démontre ici Vormvrij :

Art et sculpture

Le domaine de la poterie se concentre sur la création de récipients fonctionnels ou partiellement fonctionnels. Toutefois, il est également possible d’utiliser des imprimantes 3D d’argile pour créer des objets purement esthétiques, comme des sculptures. De nombreux utilisateurs d’imprimantes 3D argile mêlent poterie et art, et la distinction entre les deux catégories est souvent floue.

Dans cette vidéo, Art Insider interroge Taekyeom Lee, un designer et chercheur qui crée des sculptures uniques avec son imprimante 3D d’argile :

Architecture

Les argiles ayant une teneur relativement élevée en grog (chamotte) peuvent être imprimées en 3D pour former des pièces architecturales comme des murs, des statues et des grotesques.

Dans le cadre d’un projet en cours appelé TECLA, Mario Cucinella Architects en Italie utilise actuellement un système d’impression 3D WASP grand format pour créer une bâtisse de deux pièces en utilisant l’argile locale.

On parle aussi, dans ce cas, d’impression 3D de maisons ou de construction.

Mario Le projet TECLA de Mario Cucinella Architects.

Recherche

Les imprimantes 3D d’argile sont largement utilisées dans les universités dans toute une panoplie de disciplines, de la science des matériaux à l’architecture en passant par l’art et le design.

Argile ou céramique ?

L’impression 3D d’argile peut être considérée comme une sous-catégorie de l’impression 3D céramique. Cette dernière englobe un éventail plus large de technologies de fabrication additives, au-delà de l’extrusion d’argile.

Les technologies d’impression 3D céramique comprennent notamment la photopolymérisation (résine), le jet de matière, le frittage de poudre, …

Pour en savoir plus, lisez notre guide sur les imprimantes 3D de céramique.

Imprimante 3D d'argile : prix

Le prix des imprimantes 3D d’argile ne varie pas beaucoup, car il n’y a qu’une poignée de fabricants, dont la plupart utilisent des technologies similaires.

En général, le coût moyen d’une imprimante 3D d’argile se situe entre 3 000 et 10 000 euros.

Les imprimantes 3D d’argile bon marché ont tendance à avoir des volumes de construction plus petits et peuvent ne pas être capables d’extruder des argiles plus dures ou plus brutes.

FAQ

Puis-je utiliser n’importe quelle argile avec une imprimante 3D d’argile ?

De manière générale, oui. En ce qui concerne l’extrusion, c’est la consistance et la viscosité de l’argile qui priment sur son origine ou sa composition minérale. Cela signifie simplement que vous devrez peut-être diluer votre argile ou y ajouter de la chamotte avant qu’elle ne soit imprimable.

Puis-je convertir mon imprimante FFF en une imprimante 3D pour argile ?

Si vous disposez d’une imprimante 3D FFF à architecture ouverte telle qu’un RepRap, il est possible d’ajouter un module complémentaire comme le kit d’impression 3D céramique de StoneFlower. Notez que certains kits de conversion ne sont compatibles qu’avec les imprimantes fabriquées par le fabricant du kit.

L’impression 3D remplacera-t-elle les techniques traditionnelles de poterie et de sculpture ?

L’impression 3D ouvre effectivement de nouvelles portes pour le modelage de l’argile, mais sa fonctionnalité reste aujourd’hui limitée et elle ne peut reproduire certaines techniques manuelles.

Sommaire

À propos de l'auteur

Ludivine Cherdo

Ludivine conçoit et implémente la stratégie de contenu d'Aniwaa, élaborant des guides détaillés basés sur ses connaissances approfondies en matière de fabrication additive. Elle réalise également des tests d'imprimantes 3D et se maintient au courant des dernières nouvelles et tendances de l'industrie. Après avoir grandi aux États-Unis puis vécu en Espagne, au Chili et au Cambodge, Ludivine est désormais basée en France.