La fabrication additive, également connue sous le nom d’impression 3D, est de plus en plus utilisée dans divers secteurs, notamment l’éducation, la fabrication, la robotique, l’automobile, l’aérospatiale, la construction, l’architecture, la dentisterie, la joaillerie et l’ingénierie. En apportant la fabrication en interne, vous pouvez réaliser d’importantes économies et avoir plus de liberté pour concevoir des prototypes et des itérations.
Au début, comprendre et différencier les diverses technologies, processus et matériaux d’impression 3D peut s’avérer difficile pour les nouveaux venus dans le domaine. Quelles technologies d’impression 3D sont disponibles pour les entreprises ? Un examen plus approfondi des cinq technologies d’impression 3D qui bouleversent ces industries vous aidera à comprendre les différents types d’impression 3D.
Impression 3D composite
L’impression 3D en métal et en composite est prête à révolutionner la fabrication additive.
Balayage d’impression / Inspection de processus : Vous pouvez utiliser cette fonction pour imprimer votre pièce, la scanner et mesurer sa précision dimensionnelle en temps réel.
Codeurs de moteur pas à pas : Avec ces codeurs sur les moteurs X, Y et d’extrusion, l’imprimante peut automatiquement corriger les erreurs de précision de position. Finalement, vous économiserez plus d’argent car le problème peut être corrigé automatiquement et plus d’impressions seront préservées. Vous obtiendrez également des finitions de surface époustouflantes avec les codeurs garantissant que la tête est exactement positionnée.
Détection de matériau : Lorsque le matériau est épuisé pendant l’impression, cette fonction mettra le processus en pause et vous enverra une notification par e-mail. Avec le rechargement, vous pouvez continuer à imprimer tout en ajoutant du nouveau matériau.
Entraînements silencieux : Avec les entraînements silencieux, les imprimantes 3D industrielles de Markforged peuvent effectuer des impressions 3D sans émettre le moindre son.
Microcontrôleur : Étant donné que les offsets X et Y sont déjà calibrés et stockés sur la tête d’impression, si vous remplacez la tête d’impression contenant le microcontrôleur, aucune calibration n’est nécessaire. En utilisant cet outil, vous pouvez également détecter et prévenir les défauts avant qu’ils ne se produisent et détecter les problèmes de maintenance.
SLA (stéréolithographie)
Alternativement connue sous le nom de SLA, la stéréolithographie est une technique d’impression 3D qui utilise la lumière pour durcir la résine liquide en plastique solide. La stéréolithographie inversée est le système SLA le plus couramment utilisé. La résine est généralement versée manuellement par l’utilisateur ou distribuée automatiquement à partir d’une cartouche, selon l’imprimante 3D. Le démarrage d’une impression nécessite de baisser la plaque de construction dans la résine. Le fond du réservoir et la plaque de construction sont séparés par une fine couche de liquide. À travers une fenêtre translucide située au bas du réservoir de résine, le laser UV est dirigé depuis le galvanomètre ou les galvos pour solidifier le matériau de manière sélective. Chaque couche suivante commence avec une impression d’une épaisseur de micron inférieure à 100 microns.
Les imprimantes 3D avec technologie SLA peuvent produire des pièces avec des géométries complexes et des détails fins avec des résultats exceptionnels. La plupart du temps, vous devrez utiliser des structures de support, car les pièces imprimées doivent être nettoyées puis durcies aux UV, parfois dans un four, avant de pouvoir être utilisées.
Au début, le SLA n’était utilisé que sur de grandes machines pour des applications industrielles dans les années 80. En plus d’être plus abordables que jamais, les imprimantes 3D de stéréolithographie de bureau offrent également une impression 3D haute résolution qui s’intègre facilement dans votre espace de travail. La flexibilité du SLA vous permet de créer des produits en utilisant une gamme étendue de matériaux, vous offrant une liberté créative illimitée.
FFF (fabrication de filaments fondus)
Le processus de fabrication additive le plus courant est la fabrication de filaments fondus ou FFF. En raison de sa facilité d’utilisation et de l’absence de produits chimiques, il est économique. Un rouleau de filament thermoplastique est généralement utilisé pour le FFF, distribué à partir d’une bobine. Une buse chauffée attachée à un système de mouvement automatisé est utilisée pour extruder le filament dans la fabrication de filaments fondus. Pendant qu’une pièce est imprimée en 3D, le système de mouvement se déplace autour de la zone où la pièce doit être imprimée. Le filament fondu est déposé depuis la buse sur la plaque de construction pendant que le système de mouvement se déplace. Il faut un certain temps pour que le filament refroidisse et durcisse en une couche. La plaque de construction se déplace de moins d’un millimètre, puis une couche est ajoutée à la fois jusqu’à ce que la pièce soit complètement formée.
Certaines imprimantes 3D FFF peuvent imprimer avec deux matériaux simultanément en utilisant la fonction d’extrusion double. Un usage esthétique typique de deux couleurs différentes pour le même matériau est de lui donner un aspect plus agréable. Les variations des propriétés mécaniques sont obtenues en utilisant deux matériaux différents. Avec le matériau de construction, un matériau de support soluble dans l’eau PVA peut également être utilisé. L’immersion dans l’eau dissout le matériau de support, rendant la pièce finale du design de haute qualité tout en nécessitant peu de post-traitement.
Une imprimante 3D avec technologie FFF est parfaite pour les environnements de bureau car les machines sont relativement simples à utiliser et à entretenir. Contrairement aux imprimantes 3D SLA, les imprimantes FFF ne nécessitent pas une bonne ventilation pour produire ou post-traiter les objets. Par rapport à d’autres méthodes, les imprimantes 3D FFF offrent une large gamme d’options consommables à un coût relativement bas. Faciles à configurer, les consommables peuvent être stockés pendant des années.
LFS (stéréolithographie à faible force)
Cette génération suivante de stéréolithographie est appelée stéréolithographie à faible force (LFS). Formlabs a annoncé les imprimantes 3D Form 3 et Form 3L fin 2019. Ces imprimantes 3D sophistiquées utilisent un éclairage linéaire et la technologie Formlabs Form 3, combinant un réservoir flexible pour offrir une finition de surface impeccable. Par exemple, la Formlabs Form 3 peut offrir des impressions de haute qualité de manière cohérente grâce aux forces d’impression plus faibles du processus de stéréolithographie à faible force. En déchirant facilement les supports légers, elle peut réduire le temps et les efforts nécessaires pour construire et entretenir les pièces. Vous pouvez ensuite vous concentrer sur tout le reste, comme concevoir et créer.
Impression 3D en métal
L’impression 3D en métal est l’un des processus d’impression 3D les plus avancés disponibles aujourd’hui. C’est un processus organisé qui vous permet d’imprimer et de post-traiter des pièces prêtes à l’emploi en interne. Dans ce processus, vous devez :
Configuration de la pièce avec le logiciel : Le fichier STL généré par votre logiciel CAD doit être importé dans un programme logiciel. L’impression 3D peut être effectuée sur une variété de métaux. Pour compenser le retrait du matériau, les pièces sont automatiquement mises à l’échelle.
Impression : L’impression FFF utilise une poudre métallique liée au plastique pour imprimer des couches de métal jusqu’à ce que votre pièce soit complètement formée.
Lavage : Les pièces doivent subir un processus de recimentation après l’impression. À cette étape, la cire est retirée de la pièce en la lavant dans un dégraissant. En conséquence, elle est prête pour la phase suivante.
Frittage : Ce processus est suivi par l’intercession de la pièce dans un four pour brûler tous les connecteurs plastiques et permettre à la poudre métallique de fusionner en une pièce 3D avec une densité relative d’environ 96 %.
Pièce finale : Maintenant, le métal « pur » est utilisé pour fabriquer la pièce. Dans cet état, elle peut être post-traitée et traitée comme n’importe quel autre métal.
Pensées finales
Chaque technologie d’impression 3D a des applications uniques. Le SLA est idéal pour les objets plus petits et détaillés avec des caractéristiques complexes. Une machine LFS est mieux adaptée à la production de haute volume qui produit constamment des résultats de haute qualité sans nécessiter de travail supplémentaire. Les personnes soucieuses de leur budget apprécieront le FFF. Utiliser cette technologie est facile, abordable, polyvalent et pratique. Elle est facile à utiliser, ne prend pas de place supplémentaire et ne nécessite pas de personnel professionnel pour sa configuration et son fonctionnement. Les processus d’impression 3D polyvalents des composites et des métaux les rendent idéaux pour la fabrication de pièces robustes par les entreprises.
