Qu'est-ce qu'une imprimante 3D UV ? - Expliqué simplement

Bien sûr, extrêmement populaires dans le monde de la fabrication additive, étant donné qu'elles sont très précises, polyvalentes et efficaces, la principale différence de toute imprimante 3D UV réside dans le fait que l'objet qu'elle crée n'est pas fondu par l'application de la chaleur pour le fabriquer. Au lieu de cela, le durcissement de la résine liquide sous l'effet de la lumière ultraviolette rigidifie l'objet imprimé, couche par couche. Ce procédé est connu sous le nom de photopolymérisation ; il permet d'obtenir une résolution extrêmement élevée et une finition de surface lisse, et convient donc parfaitement à des applications telles que les soins dentaires, la fabrication de bijoux et le prototypage.

En outre, les progrès rapides de la technologie de l'imprimante 3D UV accélèrent la production, réduisent au minimum le post-traitement et facilitent la reproduction de géométries complexes. L'évolution de l'impression 3D UV a révolutionné Impression 3DIl est important de connaître le fonctionnement interne, les avantages et les matériaux utilisés par ces appareils pour pouvoir prendre des décisions éclairées avant de se lancer dans ce domaine novateur.

Comment fonctionne une imprimante 3D UV ?

Une imprimante 3D UV repose sur la photopolymérisation où, pendant l'impression, elle solidifie une résine liquide par exposition à la lumière ultraviolette qui, en séchant dur, se transforme finalement en objet. Les principales pièces universelles qui constituent le composant élémentaire de toute imprimante 3D UV sont la cuve de résine, la plateforme de construction et la source UV via un projecteur LCD, DLP ou laser.

Elle commence par le découpage du modèle 3D en couches très fines à l'aide d'un ordinateur. La plate-forme de construction est partiellement immergée dans la cuve de résine, puis la lumière UV durcit sélectivement la résine en fonction de la conception. Pour les imprimantes orientées vers le haut, la plate-forme de construction se déplace vers le haut à mesure que chaque couche durcit ; pour les imprimantes orientées vers le bas, elle se déplace vers le bas.

Cela permet d'obtenir une haute résolution pour les impressions de finitions fines et de surfaces polies. Même si les imprimantes 3D à base de FDM fonctionnent à l'aide du procédé Impression 3D de matières plastiquesLes détails les plus minutieux ne peuvent pas être garantis par ce mécanisme. En revanche, avec les imprimantes 3D à base d'UV, les détails les plus fins sont obtenus grâce à l'exposition exacte de la lumière et à la vitesse de durcissement de la lumière ; la précision des couches dépend des propriétés de la résine et des sources lumineuses. Ces imprimantes sont donc fortement recommandées pour les impressions de détail.

Types de technologies d'impression 3D UV

Bien qu'il existe plusieurs types de technologies d'impression 3D UV avec des caractéristiques différentes, leurs applications ont été classées en trois catégories principales de technologies d'impression 3D UV, qui sont : SLA, DLP et LCD.

ALS est la forme la plus ancienne d'impression 3D UV et utilise un laser pour polymériser la résine avec une grande précision. Les modèles produits sont très fins dans les détails et lisses, c'est pourquoi la SLA est courante dans la dentisterie et la conception de bijoux.

Les imprimantes 3D LCD sont également les moins chères. Elles fonctionnent avec un écran LCD rétroéclairé aux UV. Ces imprimantes durcissent la résine couche par couche. Bien qu'elle ne soit pas aussi précise que la SLA, la qualité d'impression est plus que suffisante pour être très bon marché et d'excellente qualité. C'est la raison pour laquelle les amateurs et les petites entreprises préfèrent les imprimantes SLA. impression 3D recyclée.

Principaux matériaux utilisés dans l'impression 3D UV

Les résines photopolymères sont les premiers matériaux développés pour les imprimantes 3D UV. Ces matériaux sont à l'état liquide mais se figent au contact de la lumière UV. Formulés différemment, ils sont utilisés à diverses fins, notamment pour les propriétés mécaniques et la finition de l'impression.

Les résines standard à usage général sont principalement celles utilisées dans le prototypage standard. Elles présentent d'excellents détails et une surface de finition très fine. Il s'agit de la meilleure résine à utiliser dans les cas où l'aspect esthétique est nécessaire, bien qu'elle puisse être moins satisfaisante en termes de résistance lorsque la fonctionnalité est requise.

Les résines résistantes sont conçues pour une utilisation durable et conviennent donc aux pièces ou composants soumis à des contraintes mécaniques. Les résines flexibles ont des propriétés similaires à celles du caoutchouc, ce qui permet de fabriquer des objets souples et flexibles.

Ces résines sont largement utilisées en bijouterie et en dentisterie, principalement parce qu'elles se consument proprement lorsqu'elles sont coulées, laissant ainsi des moules propres. Ils créent également des résines biocompatibles adaptées à un usage médical comme les implants dentaires ou les prothèses.

Avantages de l'impression 3D UV

L'impression 3D UV présente également ses propres avantages par rapport à l'impression 3D traditionnelle ; c'est pourquoi la plupart des experts et des amateurs utilisent ce procédé. Les résultats de l'impression 3D UV sont beaucoup plus précis que ceux de l'impression FDM, qui sont pratiquement impossibles à reproduire.

Un autre avantage important de la vitesse est la polymérisation de couches entières en une seule fois pour les technologies DLP et LCD. Cela réduit considérablement le temps nécessaire pour terminer un tirage, ce qui rend les imprimantes 3D UV bien adaptées au prototypage rapide et à la fabrication en petites séries.

Les imprimantes 3D UV sont innovantes en ce sens qu'elles peuvent traiter une très large gamme de résines en fonction de la nature de l'application, des résines souples aux résines plus dures, en passant par les résines de haute qualité. Impression 3D multi-matériaux à des composites à très haute résistance. En outre, il est probable que la caractéristique de production minimale de déchets puisse être attribuée à l'impression 3D UV, car le processus ne durcit que la quantité de résine nécessaire pour le modèle, ce qui constitue un avantage pour les aspects liés à la durabilité.

Le post-traitement des impressions UV est relativement simple, puisqu'il s'agit souvent d'un simple rinçage et d'un séchage UV qui, dans des conditions normales, garantit l'intégrité et la précision du produit final.

Applications de l'imprimante 3D UV dans diverses industries

Il s'agit d'une technologie très polyvalente et très précise, qui trouve de nombreuses applications dans des secteurs diversifiés. Les moules dentaires de précision, les guides chirurgicaux, les prothèses, les appareils auditifs et d'autres applications dépassent le cadre des secteurs dentaire et médical.

Elle est utilisée en bijouterie pour créer des modèles détaillés de prototypes et le modèle en cire coulable, ce qui permet de créer des dessins compliqués qui ne peuvent être produits autrement.

En réalité, les imprimantes UV revêtent une très grande importance pour les ingénieurs et les spécialistes de la conception de produits, car cette technologie permet de vérifier et d'itérer des concepts dans un délai extrêmement court et de manière totalement gratuite. Cette technologie peut être appliquée à la production de pièces détaillées, et convient donc aussi bien à la fabrication de pièces mécaniques qu'à la production de prototypes.

Les amateurs et les artistes, qui impriment également des miniatures et des figurines, entre autres modèles personnalisés, impriment également avec une haute résolution et une finition de surface lisse rendues possibles par l'impression sur résine.

L'impression 3D UV connaît actuellement une croissance rapide dans les secteurs de l'habillement, de l'architecture et de l'alimentation, ce qui explique son excellente influence sur la plupart des disciplines.

Limites de l'impression 3D UV

Malgré tous ces avantages de l'impression 3D, les inconvénients et les limites ne manquent pas. Tout d'abord, certaines résines utilisées sont fragiles. Par exemple, les résines standard sont fragiles et susceptibles de se fissurer sous l'effet d'une contrainte.

Le seul véritable inconvénient de cette technologie est une zone de construction relativement petite. Le volume d'impression a tendance à être beaucoup plus faible sur les imprimantes UV que sur les imprimantes traditionnelles. Imprimantes FDMce qui limite la taille de l'objet à produire, à moins que l'objet ne doive être imprimé en pièces détachées et assemblé par la suite.

Les résines et les pièces imprimées, telles que les écrans LCD ou les projecteurs UV, peuvent coûter très cher, ce qui rend la technologie d'impression 3D UV plus onéreuse à long terme que les techniques basées sur le filament.

La deuxième raison pour laquelle les résines liquides sont moins recherchées est liée aux problèmes qu'elles posent, car certaines d'entre elles émettent des fumées toxiques, tandis que d'autres provoquent également une irritation de la peau. La ventilation ainsi que tous les équipements de protection doivent être utilisés lorsque vous travaillez avec des imprimantes UV.

La dernière étape est le nettoyage et le durcissement aux UV, ce qui prend du temps. Cependant, la plupart de ces étapes sont assez intuitives. Aucune de ces étapes n'est parfaite, mais c'est ce qui rend le processus d'impression 3D par UV très performant pour les applications nécessitant une grande précision.

Comment entretenir une imprimante 3D UV pour qu'elle soit la plus performante possible ?

L'entretien joue un rôle très important dans la performance parfaite et la longue durée de vie d'une imprimante 3D UV. La plateforme de construction et la cuve de résine peuvent être nettoyées, faute de quoi des résidus de résine dégraderont la qualité des impressions.

Résine de manipulation

Impression 3D en résine doit être conservé dans un endroit frais et ne doit pas être exposé directement à la lumière du soleil. Il ne faut pas non plus le laisser durcir trop tôt.

Cette filtration permet également d'éliminer tous les débris qui doivent être nettoyés au moment du recyclage de la résine du processus et qui, autrement, pourraient constituer une nuisance pour l'impression.

La source de lumière UV des imprimantes doit également être vérifiée à intervalles réguliers, car les sources de lumière LCD, DLP ou laser se dégradent au fil du temps. La variation du durcissement du matériau entraîne une perte de qualité de vos impressions.

La lubrification des pièces mobiles et du plomb vis de l'axe Z permet de poursuivre la stratification en douceur et avec précision.

La mise à jour du micrologiciel du fabricant permet d'obtenir une imprimante efficace, tout en offrant de nouvelles fonctionnalités dans la même imprimante.

L'entretien courant est simple. Ainsi, les utilisateurs ont évité bon nombre des problèmes habituels lors de l'impression, ont préservé la durée de vie de leur équipement et, surtout, ont produit d'excellents résultats d'impression.

Conclusion

L'impression 3D UV a fait découvrir à la fabrication additive un nouveau monde : celui de la précision, de la vitesse et de la flexibilité. Sa complexité en matière de finitions lisses, en particulier pour les produits présentant les détails les plus infimes, en a fait un trésor pour diverses industries telles que les soins de santé, la bijouterie, l'ingénierie et bien d'autres encore.

Les technologies avancées garantissent une grande facilité d'accès et d'utilisation de l'impression 3D UV. La formulation de la résine avec la plus grande réactivité chimique possible permettra d'obtenir des impressions exceptionnellement solides et peut-être même encore plus résistantes en raison de toutes les utilisations fonctionnelles probables au-delà des types prototypiques. Des constructions de volume plus épaisses, donc, dans les processus de durcissement associés à l'impression 3D UV, sont également possibles. impression 3D de métaux.

En fin de compte, l'impression 3D UV n'est pas une tendance, mais elle est en train de changer le visage de l'avenir de la fabrication. Que vous soyez professionnel, amateur ou chef d'entreprise, la prise de conscience de la puissance et du potentiel de l'impression 3D UV peut ouvrir de nouvelles portes à la créativité et à l'innovation.

FAQ

Qu'est-ce qu'une imprimante 3D UV ?

Il s'agit essentiellement d'une imprimante 3D dotée de la technologie UV, qui durcit la résine liquide de l'objet en création à des résolutions élevées puis à des modèles très lisses. 

En quoi l'impression UV diffère-t-elle de l'impression FDM ?

Les UV durcissent les résines, ce qui permet d'obtenir un résultat plus précis que le FDM. En effet, le FDM fait fondre les filaments de plastique, ce qui lui permet d'appliquer des couches par sections, et l'impression des UV est donc un résultat précis.

Quels sont les matériaux qui peuvent être utilisés pour produire des impressions 3D UV ?

Les résines photopolymères les plus utilisées pour l'impression 3D UV sont les résines standard, résistantes, flexibles, coulables et biocompatibles.

L'impression 3D UV est-elle sûre ?

Les résines sont généralement inoffensives, mais une ventilation adéquate et un équipement de sécurité doivent être prévus pour ne pas provoquer d'irritation de la peau en plus de l'inhalation des fumées.

Quelles sont les industries qui utilisent les imprimantes 3D UV ?

Parmi ces applications, les modèles créés avec des imprimantes 3D UV sont utilisés dans les domaines de la santé, de la bijouterie, de l'ingénierie, de la conception de produits et des loisirs.