- Comment fonctionne une Imprimante 3D professionnelle de type SLA ?
- Conception de l'impression SLA
- Mise en place du procédé de stéréolithographie
- Post-traitement 3D par stéréolithographie
- Imprimante 3D SLA et les limites du procédé de stéréolithographie
- Volume d'impression
- Coût par rapport au processus d'impression 3d FDM
- Propriétés du matériau
- Conclusion
Un des procédés utilisé par une imprimante 3d professionnelle est la stéréolithographie. La stéréolithographie (abréviation : SLA) est une technique d’impression 3D qui utilise un laser pour durcir un film de résine photopolymère. L’impression 3d dans le secteur dentaire utilise également cette technique, qui est plus adaptée à la fabrication de petites pièces lisses avec des détails fins de haute précision.
Cet article explique le procédé d’impression SLA, expose les inconvénients et les avantages de la fabrication additive par stéréolithographie.
Comment fonctionne une Imprimante 3D professionnelle de type SLA ?
Une imprimante 3D SLA traditionnelle comprendra un laser ultraviolet pour durcir une couche particulière d’une pièce à partir d’un réservoir de résine. Le fond du réservoir est translucide et le laser UV est actionné avec précision afin de cartographier le contour 2D de l’objet imprimé. Le laser durcit la résine en créant une couche solide.
Chaque fois que le faisceau laser passe, une très fine partie de la cible est produite. Cette fine couche est appliquée sur la couche qui se trouve devant (ou sur la plaque de construction) et au fond du réservoir. La feuille fraîchement imprimée est ensuite retirée du fond de la cuve (selon l’appareil, cela peut inclure le pelage, le raclage ou l’agitation de la cuve), la plaque de surface est alors écartée de l’épaisseur de la couche et la procédure est reproduite avant que le composant ne soit terminé.
Il est important de réduire les forces exercées sur les couches nouvellement imprimées pendant l’étape de séparation pour une impression SLA efficace. L’étape de séparation produit des zones de haute tension autour d’un bord mince, potentiellement tranchant comme un rasoir, qui peuvent entraîner un taux élevé de perte et de déformation des composants (la pièce peut adhérer au fond du réservoir plutôt qu’à la plaque de construction).
Conception de l’impression SLA
Le niveau de détail qu’une imprimante 3d SLA peut produire dépend de la taille du spot laser et des propriétés de la résine.
Mise en place du procédé de stéréolithographie
L’impression 3D par SLA permet d’obtenir une résolution beaucoup plus élevée que celle du FDM, car elle utilise un laser pour solidifier le matériau. L’impression haute résolution de SLA dans la direction XY (ou résolution horizontale) dépend de la taille du spot laser et peut aller de 30 à 140 microns. Ce n’est pas un paramètre d’impression réglable. La taille minimale de l’élément ne peut être inférieure à la taille du spot laser.
La résolution Z (ou résolution verticale) va de 25 à 200 microns. Le choix de la résolution verticale est un compromis entre la vitesse et la qualité. Pour une pièce comportant peu de courbes ou de détails fins, il y aura peu de différence visuelle entre une impression de 25 microns et une impression de 100 microns. En comparaison, l’imprimante 3D FDM de bureau imprime généralement des couches entre 150 et 400 microns sur l’axe Z.
Post-traitement 3D par stéréolithographie
Il existe un certain nombre de finitions de surface qui peuvent être appliquées aux pièces imprimées à l’aide de la technologie sla. La finition de surface souhaitée dépend souvent du coût et de l’application du matériau. Voir cet article pour un guide détaillé des finitions de surface SLA les plus courantes.
Imprimante 3D SLA et les limites du procédé de stéréolithographie
Volume d’impression
En général, les imprimantes SLA ont un volume de construction beaucoup plus faible que la plupart des imprimantes FDM, à l’exception des machines commerciales. L’imprimante Formlabs Form 2 professional 3d (une imprimante SLA de bureau courante) a un volume intégré de 145 mm × 145 mm × 175 mm, tandis que l’Ultimaker 2+ (une imprimante FDM de bureau courante) a un volume intégré de 223 mm × 223 mm × 205 mm × 205 mm × 205 mm. Si la géométrie d’impression du SLA dépasse la capacité de l’imprimante, elle peut être imprimée en plus petites sections et ensuite assemblée. L’époxy est le meilleur moyen de relier les composants imprimés des SLA en 5 à 30 minutes.
Coût par rapport au processus d’impression 3d FDM
Le coût du volume de la résine SLA par rapport au filament utilisé pour l’impression FDM est plus élevé. Par conséquent, l’impression SLA est généralement plus coûteuse, mais sa capacité à imprimer des détails complexes en fait une option compétitive par rapport à de nombreuses technologies d’impression 3D plus industrielles. Un litre de résine SLA standard coûte généralement environ 150 dollars US, tandis qu’un filament ABS de 1 kg pour le FDM coûte environ 25 dollars US.
Propriétés du matériau
En général, les pièces SLA ne sont pas adaptées à la fabrication de pièces fonctionnelles soumises à des charges (cf. prototypage rapide). La nature de la stéréolithographie des résines signifie que les pièces sont fragiles, moins stables que d’autres matériaux imprimés en 3D sur une longue période et sont soumises à un certain effet de fluage. Après l’impression, la plupart des pièces imprimées en SLA nécessitent un durcissement dans la chambre UV. Le post-traitement permet aux pièces d’atteindre la plus grande résistance possible et de devenir plus stables.
Conclusion
Chaque procédé d’impression 3D repose sur une variété de matériaux : le dépôt par fusion utilise des filaments, la stéréolithographie utilise des résines liquides (photopolymères). Enfin, le frittage au laser nécessite l’utilisation de poudres thermoplastiques, comme la poudre d’aluminium, dans le processus de fabrication additive.
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