Le Glossaire de l'impression 3D : 1e partie (A à N)

Voici les termes principaux utilisés dans l'impression 3D alimentaire sous forme de glossaire. Ce sont, en tous cas, ceux que nous utilisons quotidiennement. Nous avons essayé d'être les plus exhaustifs possibles, mais nous manquons probablement des entrées ... N'hésitez donc pas à nous écrire pour les compléter ! Le lexique est divisé en deux parties : dans cette première partie, vous trouverez toutes les définitions de A à N. Pour tous les mots du glossaire couvrant les lettres O à Z, allez sur notre deuxième article !

Lettre A

• ABS: Le plastique ABS est l'acronyme de acrylonitrile butadiène styrène. Il s'agit du matériau le plus couramment utilisé dans l'impression 3D à domicile sur les imprimantes FDM. La température de fusion de l'ABS est d'environ 200 degrés. Cela lui permet d'être utilisé comme poinçon (mold positif) dans les thermoformes.

• 3D acquisition: La 3D acquisition est la technique de création d'un fichier 3D à partir d'un scanner 3D. Un scanner 3D ou un scanner 3D est un appareil de numérisation 3D et d'acquisition. Il permet de collecter des données sur un objet physique, notamment sa forme et sa texture. Les scanners 3D sont fréquemment utilisés pour créer des fichiers 3D synthétiques, notamment pour l'impression 3D. Il existe différentes techniques de numérisation et de nombreux logiciels pour nettoyer les fichiers de numérisation (élimination du bruit, etc.). Les caméras 3D des smartphones sont désormais capables de faire des acquisitions 3D grâce à des applications.

Lettre B

• Binder Jetting: Binder Jetting est l'anglais pour la projection de liant. Il s'agit d'une technologie d'impression 3D courante, permettant d'obtenir des objets 3D détaillés. Dans le domaine de l'impression 3D alimentaire, il est principalement utilisé pour agglomérer du sucre. Un rouleau automatisé est utilisé pour répartir une fine couche de poudre sur la plateforme de fabrication. La tête d'impression applique un liant liquide sur la poudre, créant une couche d'objet. Ensuite, la plateforme de fabrication descend légèrement pour permettre l'ajout d'une nouvelle couche de poudre. Le processus est ainsi répété jusqu'à la création de l'objet.

• Bioimpression: L'impression 3D biographique est l'impression de tissus à partir de cellules vivantes. Ce type d'impression 3D est très complexe et en cours de recherche, surtout pour le secteur médical. Pour cela, des bio-encres sont imprimées dans un milieu contenant des facteurs de croissance pour les cellules. La recherche porte sur l'impression de ligaments, de tissus et d'organes.

• Biopolymères: Les biopolymères sont les polymères produits par les organismes vivants. Les biopolymères sont à l'opposé des polymères synthétiques fabriqués par l'industrie chimique. Le biopolymère le plus connu en impression 3D est le PLA. Il est produit à partir d'acide lactique, lui-même obtenu à partir d'amidon de maïs. Il a des propriétés comparables aux plastiques synthétiques tels que le polystyrène. Le polyéthylène peut également être obtenu par fermentation de biomasse. Un autre biopolymère bien connu est l'éthylcellulose.

Lettre C

• Taux de production: C'est la rapidité de production d'une ligne de production donnée en nombre d'unités par heure. L'impression 3D peut-elle concurrencer les taux de production actuellement connus dans l'industrie ? La réponse est OUI pour certains types de formes et de conception. Il est utilisé dans l'aéronautique, les orthodonties ou l'automobile pour produire des millions de pièces. Mais il ne sera pas compétitif par rapport à une chaîne d'injection optimisée pour un design simple. En termes simples, l'impression 3D est utilisée en production lorsque c'est moins cher par rapport aux autres techniques de fabrication.

• CAO: CAO est l'acronyme de Computer-Aided Design. Ce terme fait référence à tous les logiciels et techniques de modélisation qui permettent de concevoir des objets en utilisant un ordinateur. Ils peuvent être des objets 2D ou 3D. La conception de fichiers est la première étape essentielle

• Caramel imprimé en 3D : Plusieurs projets ont travaillé sur l'impression d'objets en 3D à partir de sucre. Candyfab est le projet DIY réalisé entre 2006 et 2009. Plus récemment, l'Université Laval au Canada a créé des structures imprimées en caramel pour soutenir la bioprinting.

• Carte SD : Il s'agit d'une petite carte mémoire amovible créée dans les années 2000 et couramment utilisée pour les imprimantes 3D personnelles. Souvent, ces machines ne sont pas connectables à un réseau et le fichier Gcode doit être chargé sur la carte SD, qui est ensuite insérée dans l'imprimante 3D.

• Chef : La haute cuisine ne serait rien sans l'inventivité et la créativité des chefs. Il en va de même pour l'impression 3D alimentaire. C'est simplement une autre technique à leur disposition pour inventer de nouvelles textures et de nouvelles expériences en bouche.

• Chocolat imprimé en 3D : c'est le matériau qui a produit le plus d'applications commerciales à ce jour dans l'impression 3D. Plusieurs entreprises vendent des imprimantes dédiées au chocolat : en France, c'est l'entreprise 3DessertsGraphiques de Nadine Briallon. On peut également mentionner Chocoformer en Allemagne ou Chocolate3 en Suisse, ou le projet Cadbury en Australie parmi les nouveaux de l'année !

• Contact alimentaire : La capacité à être en contact avec les aliments est un matériau capable de respecter des normes alimentaires spécifiques et garantissant l'absence de toxicité lors de son utilisation (dans des conditions normales). Plusieurs plastiques utilisés en impression 3D sont réputés inertes et certifiés pour le contact alimentaire. Mais ils ne sont pas très nombreux par rapport au nombre de matériaux disponibles. Les deux matériaux d'impression 3D adaptés au contact alimentaire sont le polyamide (nylon) en technologie SLS et certains PLAs utilisés en FDM.

• Contrôle de la température : Le contrôle de la température est l'un des paramètres cruciaux pour l'impression 3D alimentaire pour plusieurs raisons. Tout d'abord, pour des raisons de santé afin d'éviter tout risque de prolifération microbienne. En outre, parce que les matériaux alimentaires ont des propriétés physiques et chimiques très sensibles à la température (par exemple, les propriétés du chocolat tempéré ou non tempéré) qui ont un impact direct sur le résultat de l'impression. Enfin, parce que la température du lit d'impression contribuera à la solidité de l'impression et aidera à limiter le risque d'effondrement. Les imprimantes 3D alimentaires sont donc équipées de plusieurs capteurs afin de maintenir un contrôle strict de la température du matériau, de la tête d'impression et du lit d'impression.
• Couche d'impression 3D : Une couche représente une section individuelle fine et plate de l'objet en cours de création. Avant d'être imprimée, la géométrie de l'objet 3D est découpée en de nombreuses de ces tranches ou couches horizontales. Elle est ensuite fabriquée selon une séquence ordonnée, chaque couche adhérant à la précédente située en dessous. Plus il y a de couches pour un objet donné, plus elles sont fines. Et meilleure est la résolution verticale de l'objet produit.
• Coulée : Le moulage par injection est un procédé de fabrication qui consiste à ramollir un matériau en le chauffant puis en l'injectant dans un moule. Une fois dans le moule, la matière refroidit et se solidifie. Enfin, la pièce est éjectée du moule manuellement ou via un mécanisme. Les chocolatiers et pâtissiers utilisent couramment ce mode de fabrication. Il permet d'obtenir des détails fins et des états de surface de très bonne qualité. Mais pour commencer, vous devez disposer d’un moule ayant la bonne forme.

Lettre D

• Découpe à jet d'eau : La découpe à jet d'eau est un processus de fabrication qui découpe le matériau par projection d'eau sous très haute pression. Cette technique numérique fonctionne comme l'impression 3D ou la découpe laser à partir d'un fichier conçu sur ordinateur. Plusieurs modèles de découpe à jet d'eau pour les aliments sont sur le marché. En pâtisserie, ils sont utilisés notamment pour découper le chocolat, les sablés ou même les entremets déjà montés dans un cadre.

• Découpe laser : La découpe laser est une technique de fabrication numérique soustractive qui consiste à découper et à brûler un matériau à l'aide d'un laser. Elle est souvent utilisée en complément de l'impression 3D. La découpe laser peut être effectuée sur différents matériaux, tels que le plastique, le bois, le carton, mais aussi certains matériaux alimentaires... Le processus consiste à découper ou à graver des matériaux à l'aide d'un laser puissant et très précis qui se concentre sur une petite zone. La focalisation du faisceau laser permet d'élever la température du matériau jusqu'à ce qu'il fonde ou s'évapore. Un ordinateur dirige le laser et trace le chemin de découpe. Dans l'alimentation, ce processus est réservé à de petites zones car il revient à carboniser le matériau. Les chercheurs en gastronomie numérique utilisent le laser pour personnaliser la saveur d'une meringue selon les goûts d'un convive.
• Dépôt de pâte/fil : La technique de dépôt de pâte ou de déposition de fil est le processus de base pour les imprimantes FDM. C'est également le cas pour les extrudeuses utilisées dans la production alimentaire industrielle. Par commande numérique, une quantité de matériau déposée selon une vitesse et un dessin

• Design alimentaire : Cela fait partie du travail des designers qui s'intéressent à la façon dont la nourriture est présentée et consommée, et plus généralement à l'heure des repas. Prenons un exemple : comment manger mieux fait partie de la réflexion sur le design alimentaire. Le designer cherchera une gamme d'outils pour résoudre ce problème, au-delà des processus couramment utilisés dans l'alimentation aujourd'hui. Naturellement, les designers se sont intéressés aux avantages de l'impression 3D pour changer notre façon de manger.

• Douille : La douille est l'un des outils préférés des chefs pâtissiers ! C'est un objet en forme de cône qui permet de déposer une certaine quantité de pâte selon un diamètre donné et une forme précise. Elle est suspendue sur une poche à douille qui a une large ouverture et permet de stocker la préparation. Nous les utilisons tous les jours pour pocher, former et décorer. Plusieurs projets d'impression 3D alimentaire étudiant ont commencé avec le principe d'automatiser les mouvements d'une douille - une poche sur les plans X et Y. La douille peut être rapprochée de la buse d'impression 3D.
• Dysphagie : Il s'agit d'un trouble de la déglutition présent chez de nombreuses personnes et entraînant une mauvaise alimentation. Le projet européen PERFORMANCE (Personalised Food Using Rapid Manufacturing for the Nutrition of Elderly Consumers) visait à développer des aliments à forte valeur nutritionnelle pour les personnes âgées atteintes de dysphagie et de mastication. Foodjet commercialise les résultats de ce programme.

Lettre E

• Emporte-pièce : L'emporte-pièce est le terme anglais pour "cookie cutter". C'est l'une des applications les plus directes de l'impression 3D en plastique pour la cuisine. Il est en effet facile de créer à partir d'un dessin bidimensionnel une forme extrudée qui peut ensuite être utilisée comme découpe ou tampon. Cependant, il y a quelques principes que nous détaillerons bientôt dans un article dédié.
• Épaisseur de couche : Nous trouverons la présence de ce filament sur les pièces fabriquées dans le dépôt de fil sur la pièce finale. Des escaliers seront visibles et dépendront de l'épaisseur de la couche utilisée. Le diamètre initial du filament varie entre 1,75 et 3 mm. Une fois extrudée par la tête d'impression, l'épaisseur des couches peut varier d'environ 50 à 400 microns, et dépend de la précision de l'imprimante.
• Éthylcellulose : L'éthylcellulose est un dérivé de la cellulose, un biopolymère présent dans les plantes. Elle est utilisée comme additif alimentaire sous le nom de E462. Plusieurs laboratoires de recherche ont mené des expériences d'impression d'éthylcellulose. Vous pouvez vous référer à notre section sur l'impression 4D pour voir nos propres essais.

Lettre F

• Fabrication additive : La fabrication additive est le terme savant pour l'impression 3D. Elle fait référence à différents processus pour rendre physiquement des objets en 3D, décrits par leurs données de conception assistée par ordinateur (CAO). La fabrication additive est possible dans plusieurs matériaux sans outils, sans bloc de matière première, et dans un court laps de temps de mise en œuvre. Elle s'oppose aux techniques de fabrication soustractive.

• FabLab : Un Fab Lab (contraction de FABrication LABoratory) est un lieu de fabrication numérique. Il est équipé de machines contrôlées par ordinateur et géré par une communauté d'entraide. Pour obtenir le nom officiel de Fab Lab, l'espace doit respecter la charte établie par le MIT. De nombreux FabLabs ont travaillé sur l'impression 3D alimentaire, y compris l'extrusion de pâte dans les machines FDM.

• Faim mondiale : Près d'un milliard de personnes dans le monde sont sous-alimentées. Cela malgré une production agricole suffisante pour nourrir toute la planète. Penser que l'impression 3D alimentaire peut relever ce défi seul est une blague. Mais elle peut certainement contribuer à résoudre le problème. Comment ? En permettant à chacun de mieux manger, en utilisant la bonne quantité de matière alimentaire nécessaire et en permettant l'ajout personnalisé de nutriments pour répondre aux besoins du consommateur. Sera-t-il bon et agréable à manger ? C'est le défi !

• FDM : Il s'agit de l'acronyme anglais de Fused Deposition Modeling. Ce terme est couramment utilisé en français pour faire référence au dépôt de fil. C'est probablement le processus d'impression 3D le plus populaire en raison de sa disponibilité sur le marché des imprimantes 3D, destiné au grand public ainsi qu'aux professionnels. L'impression 3D par dépôt de fil est une alternative plus abordable que d'autres technologies d'impression 3D. Ce processus implique la fusion d'un filament et son placement couche par couche à l'aide d'une buse d'impression. Il existe principalement deux types d'imprimantes FDM cartésiennes (plateau mobile en XY et tête d'impression mobile en Z) ou delta (plateau fixe et tête de buse mobile en XYZ).

• Fichier 3D : Un fichier 3D est un fichier informatique représentant un objet tridimensionnel. Il est conçu à partir d'un modèle 3D et sa fonction est de rassembler les informations nécessaires pour permettre l'impression de l'objet souhaité avec

• Filament : Le filament est la forme sous laquelle se trouve le matériau destiné à alimenter les imprimantes 3D à fil (FDM). Ce filament est généralement commercialisé en bobines. Le moteur de la machine entraînera le filament pour alimenter la buse d’extrusion. Il déposera ensuite la matière semi-fondue selon un schéma prescrit. Pour les thermoplastiques, le diamètre initial du filament varie entre 1,75 et 3 mm. Il existe des filaments de matériaux composites qui seront ensuite détruits lors d'une phase de cuisson. C’est le cas de la technologie d’impression 3D céramique FDC.
• Fondant : C’est un ingrédient couramment utilisé en pâtisserie. Il est composé de sucre, d'eau et de glucose. Il est utilisé pour le glaçage des gâteaux, cupcakes etc… Plusieurs projets open source ont cherché à imprimer du fondant en 3D. Le plus connu est le Frostruder réalisé par les utilisateurs de Makerbot. Plusieurs imprimantes 3D commercialisées offrent également la possibilité d'imprimer du fondant.
• Formage : Le formage est un procédé de fabrication qui consiste à donner une forme à une pièce. Plusieurs méthodes de formage existent dans l’industrie : thermoformage, formage sous vide, formage sous pression, etc. Elles ne sont pas toutes utilisées par l’alimentaire. Le formage consiste à travailler une feuille de matière en utilisant la chaleur, la pression ainsi que des formes mâles et femelles pour créer la forme souhaitée. L’inconvénient de ce procédé est qu’il ne contrôle qu’une seule face de la pièce réalisée.

• Frittage Laser Sélectif : C'est le terme français désignant la technologie SLS.

Lettre G

• Gcode : Gcode est le langage de contrôle utilisé pour les machines à commande numérique (CNC, découpe, imprimante 3D). Il compile toutes les opérations à effectuer pour la machine en termes de mouvement, d'extrusions, de vitesse en fonction des nervures de l'objet indiquées dans le fichier 3D (CAO ou STL). Il fournit également des informations de contrôle telles que la température de la buse ou la vitesse d'extrusion/rétraction. Un logiciel de découpage, également connu sous le nom de slicers, est utilisé pour générer du Gcode à partir d'un fichier 3D

Lettre H

• Hack : C'est un terme anglais désignant la manipulation d'un système pour obtenir une application différente de celle pour laquelle il a été conçu initialement. Aucune imprimante 3D n’a été conçue à l’origine pour fabriquer de la nourriture ; mais pour la construction de prototypes à partir de photopolymères. Heureusement, de nombreux projets open source existent dans le domaine de la fabrication numérique. Ils ont permis le piratage de certaines imprimantes 3D sans violer les droits de brevet ou de propriété intellectuelle…

• Hauteur d'impression : Les dimensions maximales des objets imprimés en 3D sont l'un des grands sujets pour les fabricants d'imprimantes 3D. Les maisons peuvent désormais être imprimées rapidement en déposant des « filaments » de béton. De l’autre côté de l’échelle, il existe des nano-imprimantes, capables de réaliser des formes très complexes de la taille d’un cheveu. Dans l'impression 3D alimentaire, on peut citer le Chocoformer de la Hochschule pour Technik Rapperswil. Il permet de réaliser des objets en chocolat 3D jusqu'à 200 x 200 x 200 mm.

Lettre I

• Ice projet : L'impression 3D de glace et de glace est l'un des projets récurrents dans les laboratoires de recherche. Un exemple est le projet de l’Université MacGill appelé IceRap. C'est une variante d'une imprimante RepRap pour fabriquer des objets 3D avec de la glace). Le projet Dream Pops a réalisé des moules en impression 3D pour glaces, vendus en 2018 chez Starbucks.
• Impression 3D : L’impression 3D est également appelée fabrication additive. Consultez notre article sur les définitions.
• Impression 4D : L'impression 4D est le terme utilisé pour fabriquer des objets 3D pouvant changer de forme sous l'effet d'un stimulus externe. La discipline a été créée par le MIT en 2013. Pour ce faire, les chercheurs développent des métamatériaux ou matériaux métamorphiques. En 2017, le MIT Media Lab a publié un projet d’impression alimentaire 4D sous le nom de Transformative Appétence. L'objectif était d'imprimer de l'éthylcellulose sur des films de gélatine. Chez The Digital Pastry, nous avons souhaité reproduire les résultats comme vous pouvez le voir dans la vidéo ci-dessous :
• Imprimante 3D : Une imprimante 3D est une machine à commande numérique qui permet de transposer un modèle 3D en matériau solide. Consultez notre article sur les définitions.
• Ingrédients : Un ingrédient de cuisine est une substance, y compris les additifs alimentaires, utilisée dans la fabrication ou la préparation d'un aliment et présente dans le produit fini. La liste des ingrédients présents dans un matériau imprimable en 3D va influencer ses propriétés physico-chimiques mais aussi ses qualités organoleptiques. L’une des problématiques de l’impression 3D alimentaire est donc de concilier imprimabilité et qualité gustative.

Lettre L

• Laser : Il s’agit d’un système optique couramment utilisé dans la fabrication numérique pour découper, graver ou fusionner des matériaux. Des lasers de faible puissance sont utilisés pour traiter les matières alimentaires. Une équipe de recherche de l'Université de Columbia travaille sur un nouveau modèle d'imprimante 3D. Il combine le dépôt de pâte avec une cuisson laser immédiate.
• Logiciel de modélisation 3D : Un logiciel de modélisation est un programme informatique qui permet de créer simplement des modèles 3D. La modélisation 3D est la manière moderne de sculpter des objets, en utilisant un logiciel spécifique et un espace virtuel au lieu du scalpel et du marteau. Cela rend ce processus plus rapide et beaucoup moins compliqué. Ce processus représente un objet mathématiquement tridimensionnel. Il existe une large gamme de logiciels de modélisation 3D.

Lettre M

• Machines d'usinage : Les machines d'usinage font partie de la grande famille des outils à commande numérique, au même titre que l'impression 3D. Contrairement à la fabrication additive, l’usinage consiste à fabriquer par enlèvement de matière (ex : perçage, fraisage et tournage). Ces techniques peuvent être utilisées sur à peu près tout type de support, et elles sont déjà utilisées quotidiennement par certains pâtissiers comme aide à leur travail manuel. Nous avons par exemple eu l'occasion de voir des pièces de meringue retravaillées au Dremmel.

• Massepain : c'est un aliment proche de la pâte d'amande. Il est composé de poudre d'amande, de blanc d'œuf et de sucre. Le terme massepain est utilisé en Allemagne. Le massepain permet de réaliser des petits sujets décoratifs en pâtisserie. C’est un matériau qui se prête bien à l’impression 3D directe via le processus de dépôt fil/pâte.
• Matériau : Un matériau d’impression 3D est le matériau utilisé par l’imprimeur pour fabriquer l’objet. Il peut s'agir d'une poudre agglomérée par fusion ou d'un liant. Il peut également s'agir d'un matériau que l'on extrude pour se déposer sous forme de filament ou de gouttelettes. La liste des matériaux alimentaires déjà testés en impression 3D directe est à découvrir dans notre article spécial matériaux (à venir). Vous en trouverez déjà dans cette liste : chocolat, massepain, fondant…

• Micromètre : Le micromètre est une mesure de longueur. 1 micromètre équivaut à 0,001 millimètre. Le micromètre est la mesure utilisée pour définir la résolution d’impression et l’épaisseur de couche pour de nombreuses imprimantes 3D professionnelles. Dans le domaine des imprimantes 3D alimentaires, on travaille plus souvent en millimètres.
• Millimètre : Le millimètre est une mesure de longueur que nous utilisons plus couramment dans l’impression alimentaire 3D. Ceci s’oppose au micromètre qui est plus utilisé dans l’industrie. Il y a 000 000 millimètres dans un mètre.

• Modèle 3D : Le modèle 3D d'un objet est sa représentation tridimensionnelle. Elle est réalisée sur ordinateur à l'aide d'un logiciel de modélisation. Des secteurs tels que l’architecture, le génie civil, les jeux vidéo, l’animation et la simulation utilisent quotidiennement ces outils virtuels. Le modèle 3D est à l’origine de toute impression 3D. A partir de ce modèle nous créons un fichier 3D compatible avec l'impression. Ce fichier regroupe ensuite les informations de contrôle de l'imprimante 3D.

• Modélisation 3D : La modélisation 3D est une technique de conception assistée par ordinateur qui reproduit ou crée un objet sous la forme d'une image 3D. Il permet d'obtenir un fichier 3D. La phase de modélisation 3D est cruciale pour l’impression 3D. Un certain nombre de règles doivent être respectées pour la création des volumes et du maillage final afin d'obtenir un résultat conforme. Il existe de nombreux logiciels de modélisation 3D.

• Moulage sous vide : Il s'agit d'un processus de fabrication utilisant des moules en silicone souple dans lesquels un matériau à basse pression est versé. Comme il existe des silicones alimentaires, il est assez facile d'utiliser cette technologie pour fabriquer des pièces 3D moulées. L'impression 3D est souvent utilisée comme moule positif dans ce processus. Certaines résines imprimables en 3D sont utilisées directement pour imprimer le moule d'injection, mais elles ne conviennent pas au contact alimentaire. Il faut donc le faire en plusieurs étapes.

• Multijet Fusion : Multi Jet Fusion est une technologie de fabrication additive développée par Hewlet-Packard (HP). Il consiste en un ajout de 2 liants (1 couleur et un fondant) dans une poudre suivi immédiatement d'un chauffage par lampe infrarouge. La poudre liée est ensuite fondue et solidifiée pour créer l'objet 3D. Ce procédé a rapidement gagné des parts de marché dans l’impression 3D grâce à sa rapidité et sa fiabilité.

Lettre N

• NASA : c'est l'acronyme de l'Agence américaine aérospatiale (Administration nationale de l'aéronautique et de l'espace). La NASA a apporté une contribution significative au développement de l’impression 3D grâce au programme Made in Space. Son objectif est de fabriquer dans l'espace le maximum d'applications avec le minimum de ressources. L’un des composants est l’alimentation des vaisseaux spatiaux. La NASA a investi 125 000 $ pour financer le développement d'une imprimante à pizza 3D pour la Station spatiale internationale.

• Nutrition : La nutrition étudie la manière dont les humains traitent les aliments qu'ils ont consommés pour assurer le fonctionnement de leur corps et de leur cerveau. A ce titre, elle étudie la relation entre l’alimentation et la santé des individus. Améliorer et personnaliser le profil nutritionnel de nos repas est l’un des grands avantages de l’impression alimentaire 3D.

 

Et voici la fin de la première partie de notre glossaire sur l’impression alimentaire 3D. Nous espérons que vous avez beaucoup appris ! Veuillez nous contacter si vous souhaitez que nous ajoutions d'autres définitions. Pour retrouver la deuxième partie du glossaire de l’impression 3D alimentaire, c’est ici.​