Comment fonctionne l'impression 3D en résine ? - Technologie SLA, DLP et MSLA

L'impression 3D à base de résine a révolutionné la fabrication additive au-delà de toute imagination. Les imprimantes à résine utilisent de la résine photopolymère liquide, qui est durcie couche par couche à l'aide d'une source lumineuse. Bien que leurs surfaces soient aussi lisses que celles des imprimantes 3D à filament et qu'elles présentent davantage de détails d'assemblage, la précision de ces dernières dépasse largement celle des imprimantes 3D à filament. Les plus couramment utilisées sont la stéréolithographie (SLA), le traitement numérique de la lumière (DLP) et la stéréolithographie masquée (MSLA).

Elles sont identiques en ce qui concerne le durcissement de la résine liquide en objets solides, mais ne diffèrent que par la façon dont la lumière est présentée. En raison de sa finition très détaillée, l'impression sur résine est presque utilisée dans tous les domaines, de la bijouterie à la dentisterie, en passant par le prototypage et les miniatures. Sachant comment Impression 3D pour le travail des résines permet de comprendre laquelle utiliser et d'optimiser l'efficacité de l'impression.

Qu'est-ce que l'impression 3D en résine et comment fonctionne-t-elle ?

L'impression 3D à la résine utilise une résine photopolymère liquide qui durcit lorsqu'elle est exposée à la lumière UV. Elle permet d'imprimer des objets avec d'excellents détails couche par couche et une excellente finition. Les imprimantes à résine utilisent une source de lumière pour durcir la résine. Il peut s'agir d'un laser, d'un projecteur ou d'un écran LCD, mais quoi qu'il en soit, l'impression sur résine permet de produire des impressions d'une très grande précision ; c'est ce qui est le mieux utilisé pour l'impression de modèles de pièces minuscules, car la résine liquide se trouve dans une cuve et, à chaque couche solidifiée, une plate-forme de construction descend dans le liquide. Les étapes de l'impression nécessitent un travail de finition supplémentaire consistant en un ponçage final, un nettoyage et un durcissement avant la sortie.

Types de technologies d'impression 3D à base de résine

L'impression 3D sur résine offre trois possibilités. Il s'agit de la SLA, de la DLP et de la MSLA. SLA fait référence à la stéréolithographie, qui utilise un laser comme méthode de polymérisation point par point de la résine. Cette méthode est très précise, mais sa vitesse de production est lente. La DLP projette l'ensemble de l'image sur la résine, ce qui permet de polymériser toutes les couches en même temps, ce qui la rend plus rapide que la SLA. ALS. Le MSLA utilise une exposition à la lumière similaire à celle du DLP à partir des masques d'écran LCD, mais à un coût beaucoup plus faible. Chacune de ces technologies a ses points forts : la domination des détails de la SLA, la vitesse de la DLP et la valeur de la MSLA. Tout dépend de l'application, des besoins en matière de qualité d'impression et du budget.

Quels sont les éléments de base des imprimantes 3D à résine ?

Les formes ascendantes et descendantes créent les couches sur lesquelles un laser, un projecteur ou l'écran LCD d'une imprimante durcit, se transformant en solide pour se lier à chaque nouvelle couche. La plupart des modèles sont dotés d'un écran tactile ou d'un panneau de commande permettant de régler les paramètres. Un moteur d'axe Z intégré permet de déplacer doucement la plaque de construction. Un couvercle de protection contre les UV est intégré, ainsi qu'une protection en résine qui empêche toute exposition indésirable et garantit la durée de vie d'une imprimante de bonne qualité lorsqu'elle est correctement entretenue.

Comment la résine durcit-elle ?

Il guérit la résine liquide de l'impression 3D en introduisant une source de lumière spécifique sur le photo-initiateur, qui se trouve dans la résine et qui réagit par photopolymérisation, durcissant ainsi en un objet. Chaque couche imprimée dans le processus 3D aboutira à un produit plus résistant et plus solide grâce à la lumière. Ce modèle sera ensuite traité dans une lampe UV ou à la lumière du soleil pour développer ses propriétés mécaniques une fois qu'il sera complètement imprimé. Les pièces devraient devenir dures, rigides et résistantes grâce à un durcissement correct. Les pièces trop durcies peuvent devenir cassantes, et les impressions provenant de pièces qui n'ont pas été bien durcies deviennent molles ou faibles.

Quels sont les avantages de l'impression 3D FDM par résine ?

Voici quelques avantages de l'impression 3D sur résine par rapport à l'impression sur papier. FDM: La résolution d'impression est la différence la plus importante. Les résines peuvent offrir des détails très élevés avec des finitions de surface très fines, ce qui les rend utiles pour les conceptions très complexes. Surtout, une meilleure adhérence entre les couches permet d'obtenir des pièces aux propriétés mécaniques plus fines. Parmi les autres avantages, citons la possibilité d'imprimer des géométries compliquées sans avoir de lignes entre les couches. Parmi les inconvénients de l'impression sur résine, on peut citer le fait que les frais d'impression sur résine sont beaucoup plus élevés, que le post-traitement massif et même l'exposition aux produits chimiques peuvent être dangereux pour l'environnement et même pour le fabricant. Cependant, elle reste populaire lorsque la demande est élevée en termes de précision. 

Applications typiques de l'impression 3D en résine.

Applications industrielles impliquées dans différentes industries nécessitant un niveau élevé de précision ou de détails.

L'impression de résine trouve son utilisation idéale dans le domaine dentaire pour produire des moules, des couronnes et des aligneurs de bonne qualité et précis. Les bijoutiers impriment la résine pour créer des modèles très détaillés dans leurs moulages. Les fabricants de figurines sont des amateurs qui aiment jouer à des jeux de table avec des pièces de qualité, et ils trouvent l'imprimante à résine utile. Les modèles anatomiques et les prothèses sont quelques-unes des applications médicales de l'impression de résine. Les ingénieurs et les concepteurs de produits peuvent facilement réaliser des prototypes rapides de pièces complexes. C'est une exigence pour ces industries de modélisation 3D à haute résolution, car l'impression en résine est polyvalente. Quels sont les défis liés à l'utilisation d'une imprimante 3D ? Impressions 3D en résine?

Les résines utilisées possèdent des propriétés toxiques et doivent être manipulées avec des gants, dans des locaux bien ventilés. Cette méthode nécessite beaucoup plus de temps et d'efforts que l'impression FDM pour le post-traitement avec le rinçage à l'alcool isopropylique et le durcissement à la lumière UV. Les coûts d'exploitation des imprimantes à résine sont également beaucoup plus élevés, principalement en raison des résines liquides et parce que les pièces telles que les films FEP doivent être remplacées très fréquemment. Parmi les autres causes possibles, on peut citer une mauvaise adhérence, une mauvaise structure de support et des erreurs lors de l'exposition. Tout cela signifie que l'utilisateur peut optimiser son flux de travail en obtenant de meilleures impressions. 

Comment entretenir et nettoyer correctement votre imprimante 3D à résine ?

Autant que la tenue d'un résines pour l'impression 3D Le bon fonctionnement des machines peut dépendre de leur propreté.

Un nettoyage régulier de la cuve empêchera l'agglutination des résines, qui finira par révéler des tirages ratés. Le fond de la cuve doit être inspecté pour vérifier que le film FEP n'est pas rayé ou endommagé et doit être remplacé si nécessaire. La plaque de construction doit être nettoyée après chaque impression. Les utilisateurs doivent vérifier la fluidité du mouvement de l'axe Z et, de temps à autre, ils doivent calibrer l'imprimante pour la maintenir en bon état de fonctionnement. L'espace de travail doit être propre et dégagé en permanence, ce qui réduit les risques de contamination et permet d'obtenir des impressions de bonne qualité. La durée de vie de l'imprimante augmente avec ses performances dans toutes ses techniques. 

Meilleures pratiques pour une impression 3D en résine efficace

Les utilisateurs devraient être amenés à mettre en œuvre les meilleures pratiques en matière d'impression 3D sur résine afin d'obtenir des impressions de bonne qualité.

La première couche adhère bien et il n'y aura pas d'échec d'impression si la plaque de construction a été correctement nivelée. Des réglages d'exposition appropriés en fonction du type de résine amélioreront encore la précision des impressions. Structures de soutien seront ajoutées au bon endroit afin qu'il n'y ait pas de déformation et que les pièces délicates soient bien imprimées. Des résines de bonne qualité, adaptées à une application particulière, améliorent la résistance et les détails des impressions.

Elle laisse la résine reposer dans une pièce fraîche et sombre afin qu'elle ne durcisse pas prématurément et qu'elle puisse durer le plus longtemps possible. Le micrologiciel et le logiciel de découpe sont fréquemment mis à jour dans le cadre du processus d'amélioration de l'impression à partir de cette imprimante. L'impression est ainsi toujours réussie.

Conclusion

La haute résolution de l'impression 3D en résine permet de créer un modèle de qualité avec des finitions de surface lisses et les détails les plus fins grâce à la photopolymérisation.

Par conséquent, le choix entre les technologies SLA, DLP et MSLA permet de comprendre ce qui serait le plus utile à toute personne pour répondre à ses besoins. Cependant, Impression 3D de matières plastiques présente un certain nombre d'avantages par rapport à la FDM, mais peut présenter certains inconvénients liés au post-traitement et à la manipulation des matériaux, en plus de la nécessité d'entretenir l'imprimante. Malgré cela, l'impression 3D en résine trouve des applications dans un nombre croissant de secteurs, de la dentisterie à la bijouterie, de la conception de produits à l'ingénierie. En règle générale, l'entretien adéquat du matériel et les meilleures pratiques permettent de tirer le meilleur parti de l'impression sur résine et d'obtenir de bonnes impressions. 

FAQ

Quelles sont les différences entre SLA, DLP et MSLA ?

L'ALS imprime tous les points de travail à la pointe d'un laser. Le DLP dispose d'une méthode appelée "moulage en une seule fois", et le MSLA utilise la lumière masquée d'un écran LCD.

Un article imprimé en résine nécessite-t-il un traitement post-impression ?

Oui, les empreintes en résine doivent être lavées dans de l'alcool isopropylique, puis durcies sous lumière UV afin de mieux préparer le matériau à la résistance et d'éliminer tout excès de résine.

Comment l'imprimante 3D à résine se compare-t-elle à l'imprimante FDM ?

En comparaison, les impressions en résine ont une résolution beaucoup plus élevée et sont beaucoup plus détaillées, mais elles sont plus bruyantes, nécessitent beaucoup plus de post-traitement et sont beaucoup plus matérielles que les impressions FDM.

L'impression 3D de résine est-elle sans danger ?

La résine est toxique ; l'utilisateur doit porter des gants, travailler dans un espace bien ventilé et prendre toutes les précautions nécessaires pour éviter le contact avec la peau et les fumées toxiques de la résine.

L'impression en résine est-elle aussi résistante que l'impression FDM ?

Les impressions en résine sont cassantes et solides mais fragiles, plus solides que les impressions FDM, et conviennent donc davantage aux modèles très détaillés qu'aux pièces fonctionnelles.