SMS Message A solid styled icon from Orion Icon Library. Rappel Immédiat

Le Spécialiste de la

STÉRÉOLITHOGRAPHIE

Les imprimantes 3D par stéréolithographie répondent à des besoins exigeants. La technologie utilisée est également appelée SLA (stereolithograph apparatus). L’impression par SLA se distingue des autres procédés d’impression 3D (dépôt de matière fondu ou frittage sélectif par laser) pour son extrême précision et les nombreuses applications possibles. Il faut revenir à la seconde moitié du vingtième siècle pour voir apparaître les prémisses de la stéréolitographie. Différents chercheurs, y compris des français, se seraient concentrés sur ce procédé mais c’est finalement l’américain Charles Hull qui déposa le premier brevet en 1884. La première machine utilisant cette technique à être commercialisée et appliquant ce système, date quant à elle de 1888.

Fonctionnement des imprimantes 3D SLA

Le principe général de l’impression par SLA est la photopolymérisation. Un matériau liquide sensible à la lumière est utilisé ainsi qu’une source de lumière. Dans le cas de l’impression 3D, c’est de la résine liquide et des UV qui sont employés. C’est une réaction chimique qui se passe, le processus est donc définitif, à la différence d’un changement d’état (comme pour le thermoplastique où le matériau obtenu peut reprendre son état d’origine).

Plus précisément, les résines sont composées de monomères et d’oligomères. Les monomères sont de simples molécules alors que les oligomères forment une courte chaîne de molécules. Ces molécules étant sensibles aux UV, lorsqu’elles vont être exposées, les oligomères et les monomères vont s’assembler. Des chaînes de plus en plus longues vont alors se former pour constituer un plastique de plus en plus dur. Quel que soit le type de plastique, plus les chaînes moléculaires sont longues, plus la production est solide. La réaction chimique est instantanée, c’est ce qui permet de créer des réalisations en 3D.

En effet, dans une machine destinée à l’impression 3D par SLA, il y a une plateforme mobile, un bac contenant la matière première, ainsi qu’un laser UV. La plate-forme mobile va être au contact de la résine et les rayons UV vont suivre des coordonnées rentrés au préalable dans l’appareil pour dessiner une coupe du modèle. La pièce est alors créée couche par couche. Néanmoins, l’impression peut se faire à l’endroit ou bien à l’envers, c’est-à-dire de bas en haut.

Dans le cas d’une impression à l’envers, la plate-forme est en contact avec une faible épaisseur de matière. À chaque couche formée, la plate-forme remonte de la hauteur qui vient d’être créée et le procédé de fabrication recommence, jusqu’à l’obtention d’une pièce complète. Que l’impression par SLA se fasse à l’endroit ou à l’envers, des supports sont nécessaires lors de la fabrication, pour résister aux forces exercées sur la plate-forme et à la gravité. Les supports seront donc plus importants lorsque l’impression se fait à l’envers. Ces structures sont généralement générées automatiquement par le logiciel d’impression 3D au moment où les coordonnées 3D sont rentrées. Elles se retirent à la main lorsque la pièce est finie. Un léger ponçage de finition permet de faire disparaitre toute trace de ces supports à la surface.

Applications de la stéréolithographie

Cette technologie d’impression 3D est largement utilisée pour le prototypage industriel. C’est grâce à sa rapidité d’exécution que la SLA est choisie en priorité pour cela, en comparaison avec d’autres types d’impression 3D.

En obtenant rapidement un prototype, les avancées et les tests sur le modèle peuvent se faire plus vite. Les versions se succèdent jusqu’à l’obtention de la version finale qui sera utilisée par la suite.

Ce type d’application ne nécessite pas une imprimante industrielle. Les versions professionnelles de bureau conviennent tout à fait pour cela. Elles sont d’ailleurs moins onéreuses. Ce sont des appareils qui procèdent à l’impression 3D à l’envers, c’est-à-dire de bas en haut. Pour ce type d’emploi, il n’y a pas besoin de post-traitement. La vision globale et le fonctionnement de l’objet usiné suffisent pour pouvoir procéder aux ajustements nécessaires.

Par ailleurs, comme les matériaux employés peuvent comporter des différences en terme de propriété (souplesse, transparence, couleurs, etc.). Il est possible de réaliser des prototypes fonctionnels. Cette utilisation sera largement valorisée dans le secteur médical et celui de la joaillerie. En effet, à moindre coût, il devient possible de réaliser des moules sur-mesure. Du fait de la haute résolution, il n’y a pas vraiment de limite en terme de détails. Ainsi, l’impression par SLA peut répondre à toute sorte de demandes de clients pour l’usinage de modèles de bijoux avec un niveau élevé de détails. Du côté du secteur médical et notamment dentaire, cela permet de réaliser rapidement, aisément et à coûts réduits des bridges par exemple parfaitement adaptés à la mâchoire du patient. En effet, pour l’impression 3D, la machine récupère les coordonnées directement à partir des imageries médicales.

Néanmoins, pour obtenir un résultat plus solide, il sera nécessaire de réaliser un post-traitement. Après la production, il faudra placer le résultat obtenu dans une chambre à UV. En effet, les matériaux utilisés sont sensibles à la durée d’exposition aux UV. Ainsi, en prolongeant le processus, la photopolymérisation va se poursuivre jusqu’à stabiliser les chaînes de molécules. Le résultat obtenu après le post-traitement sera alors beaucoup plus solide et résistant dans le temps.

De plus, l’impression 3D par SLA offre une grande liberté de conception. La création d’un résultat transparent est tout à fait envisageable. De même, des prototypes contenant des canaux pourront être employés pour ceux à quoi ils étaient destinés, car les canaux seront vidés facilement. C’est la seule technique d’impression 3D qui permet cela. Ainsi, l’impression 3D permet de réaliser aussi bien des objets uniques, le plus souvent sur-mesure, en petites quantités, que des objets fonctionnels destinés à être usinés à grandes quantités pour la grande consommation.

Avantages de la stéréolithographie

Le principal atout de l’impression 3D par SLA est sa précision. En effet, le laser UV utilisé permet d’obtenir un niveau de détail l’ordre de 140 microns. De plus, l’épaisseur de chaque strate imprimée a un impact sur l’aspect de la surface. Avec la SLA, l’épaisseur se situe entre 25 et 100 microns, ce qui est extrêmement mince. Le rendu est donc très lisse et sans aspérité. Cet aspect visuel est renforcé par le fait que la photopolymérisation se poursuit lors de l’impression, ainsi les chaînes de molécules se forment aussi bien sur l’axe des X que celui des Y.

La rapidité d’exécution est également un des atouts de l’impression par SLA. Dans l’ingénierie, le temps est précieux. Un petit détail peut changer énormément sur le résultat final. Ainsi, en procédant à des versions successives dans de faibles délais, les ingénieurs gagnent du temps et donc de l’argent. De plus, il est possible non seulement d’imprimer des exemplaires rapidement, mais il est en plus possible de les assembler entre eux sans perdre de temps.

Le niveau de reproductibilité est également à mettre en avant pour cette technologie. Cela permet notamment de répondre à des exigences de précision pour des utilisations dentaires. Cela concerne également la haute joaillerie avec la production d’exemplaires uniques et particulièrement complexe. Les résultats obtenus en 3D sont parfaitement fidèles à la version numérique. Cela est dû à la nature même de cette technique. En effet, c’est la lumière et non la chaleur qui provoque cette réaction chimique. Malgré l’utilisation de plastique, il n’y a donc aucun risque de rétractation ou de dilatation. Associé à un degré d’exactitude extrême, la reproductibilité est au rendez-vous impression après impression.

+ 10ans

Experience

+250 Clients

La relation de confiance

+ 40 imprimantes pros

Expert impression 3D

+7 Logiciels

Et les formations associées

  • ProX 950
  • ProX 800
  • Ipro 9000
  • Ipro 8000