Les technologies d’impression 3D


Background Impression 3d

Les technologies d’impression 3D

L’impression 3d ou fabrication additive est une technologie qui consiste à créer un objet à partir d’un fichier informatique en 3 dimensions. Le processus de fabrication consiste à ajouter successivement des couches de matières jusqu’à la finalisation de la pièce souhaitée. Bien que le principe soit le même, il existe différentes technologies d’impression 3d. Selon le projet, le meilleur procédé d’impression sera sélectionné pour obtenir un résultat de haute qualité.

 

FDM ou dépôt de fil

Le FDM ou dépôt de fil est l’une des techniques d’impression 3D la plus populaire sur le marché, ceci est en partie dû à sa démocratisation et sa disponibilité auprès des particuliers (imprimante 3D de bureau) et des professionnels (imprimante 3D haute gamme et de grande qualité). 

Le succès du dépôt de fil est aussi en partie dû à son coût plus abordable, si on la compare aux autres types d’imprimantes 3D.

Une autre caractéristique du dépôt de fil est la fabrication rapide de pièces tridimensionnelles. La technologie consiste à faire fondre un filament et le disposer avec une buse couche après couche. La plateforme va ensuite s’affaisser entre les différentes couches jusqu’à la finalisation de l’objet 3D imprimé. Il existe des imprimantes avec 2 buses pour faciliter la fabrication de support (qui soutiendra les différentes parties d’un objet complexe) ou pour faciliter le changement de matières. 

La qualité de l’impression est déterminée grâce à l’épaisseur des couches sélectionnées (variable de 0.1 à 0.6mm). Pour la fabrication additive en FDM, il existe plusieurs matériaux. Les plus utilisés sont l’ABS et le PLA, mais d’autres matériaux sont disponibles comme le PCABS, PP, PET, ULTEM, PPGF… 

 

SLA ou stéréolithographie

La SLA ou stéréolithographie est une technologie d’impression qui utilise la photopolymérisation pour fabriquer des pièces en 3D,  en utilisant une résine sensible aux UV qui se solidifie au contact avec le laser. Le principe consiste à balayer la surface correspondante au modèle 3D, puis par un système d’abaissement de la plateforme, imprimer les autres couches afin de finaliser la pièce.

Le matériau utilisé par la SLA est une résine liquide qui nécessite un travail post impression de nettoyage (l’excédent de matière est retiré grâce à un solvant). Il y a également un traitement de photopolymérisation (la pièce est placée dans un four à UV pour solidifier et augmenter la résistance du matériau).

Pour imprimer des pièces complexes, la création d’un support sera nécessaire pour soutenir les parties en porte-feu.

 

SLS ou frittage laser de poudre

Le frittage laser de poudre (SLS) est une technologie de fabrication additive qui permet de construire des pièces, en faisant fondre des particules de matières. 

Le matériau est à base de polyamide et sous forme de poudre, il est déposé couche par couche sur un plateau de construction dans une enceinte thermo-régulée. Ensuite, un laser vient faire fondre la poudre aux endroits correspondants à la pièce. Le cycle est répété couche par couche jusqu’à l’obtention de pièces finales. Les pièces devront refroidir avant de retirer l’excédent de poudre qui n’a pas été utilisé.

Le frittage de poudre laser permet la fabrication rapide de pièces à géométrie complexe et, ne nécessite pas de support de construction car la poudre est autoportante, avec l’avantage de pouvoir laisser libre court à son imagination. 

Elle permet aussi la fabrication de pièces de grande résistance mécanique et thermique. Le frittage laser permet une grande productivité dans la fabrication de prototypes et de pièces séries. 

 

Colorjet ou impression 3D couleur

Le processus d’impression 3D couleur se fait par la polymérisation de la poudre minérale avec des liants colorisés.
Un rouleau vient déposer une première couche de matière première (0,1 mm ), ensuite les têtes d’impression viennent déposer les liants afin de construire la pièce en la teintant.
Ce processus est reproduit couche par couche jusqu’à obtention de la pièce.
Chaque pièce devra subir un post-traitement afin d’enlever la poudre non utilisée, une imprégnation de cyanolit est effectuée afin de solidifier et raviver les couleurs de la pièce.
Un post-traitement supplémentaire peut être apporté comme du vernis, ou une protection anti UV.

 

Impression 3d métal

L’impression 3D en métal est idéale pour la fabrication de pièces complexes tels que du prototypage ou de la série.

La fabrication additive en métal est une réelle révolution dans le marché des industries. La fusion métal permet de fabriquer des pièces métalliques avec des formes complexes et une géométrie difficile à fabriquer par ailleurs.

L’objet est imprimé avec un laser qui vient fusionner la poudre métallique couche après couche.
Les couches peuvent atteindre 20 microns d’épaisseur, ce qui permet d’avoir une meilleure qualité de détail.

L’impression 3D métal a pour avantage de produire des pièces alliant les propriétés mécaniques du métal et des formes complexes, elle offre également un large choix de matériaux.

CSV ou duplication sous vide

La coulée sous vide (CSV) est un processus de fabrication de pièces en polyuréthane, qui consiste à couler la matière dans un moule en silicone.
La CSV nécessite la création d’un maître modèle, généralement en SLA (stéréolithographie). 

Le moule en silicone est rapide à fabriquer, il peut être utilisé pour la création dans des conditions optimales de 15 à 25 pièces. Par conséquent, la CSV est une technologie idéale pour produire des objets en petite série.

La CVS permet d’obtenir des prototypes qui sont proches du rendu final par sa forme mais aussi par sa texture et son apparence, et permet de mieux visualiser les résultats obtenus. De ce fait, cette technologie est intéressante pour une première étude de marché.