L'impression sur résine ouvre de nouvelles possibilités aux ingénieurs, designers, artistes et amateurs qui cherchent à produire des objets de haute qualité, aux détails complexes, avec des finitions plus lisses, inaccessibles avec les imprimantes de modélisation par dépôt fondu (FDM) à base de filaments. L'impression 3D en résine consiste à utiliser une résine liquide qui durcit sous la lumière UV pour créer des objets.
Dans cet article, nous nous concentrerons principalement sur l’impression 3D résine de bureau grand public, en approfondissant ses avantages, ses applications, son processus d’impression et ses inconvénients. Que vous soyez un professionnel chevronné ou un débutant enthousiaste dans le domaine de la technologie d'impression 3D, notre objectif est de vous fournir des informations précieuses.
Qu’est-ce que l’impression 3D en résine ?
L'impression 3D en résine est un photopolymère, également appelé stéréolithographie (SLA) ou traitement numérique de la lumière (DLP). Les petites entreprises ou les amateurs ont tendance à utiliser la technologie d'affichage à cristaux liquides (LCD). Il réagit à la lumière ou se solidifie au contact de la lumière, permettant le durcissement couche par couche d'une résine photopolymère liquide à l'aide de la lumière UV.
Tandis qu'un projecteur DLP projette un motif de lumière UV sur toute la couche de résine, la durcissant d'un seul coup, le SLA solidifie sélectivement la résine en traçant la forme de l'objet sur la surface de la résine. La plate-forme de construction est abaissée une fois chaque couche séchée et le processus est répété jusqu'à ce que l'objet entier soit terminé. Le produit final est ensuite post-traité pour éliminer l'excès de résine et durcir le matériau, ce qui implique un lavage et un durcissement.
Dans le cas de l’impression sur résine LCD, la lumière ultraviolette solidifie l’image, créant ainsi une tranche dans la couche de résine. Les imprimantes LCD ont également la capacité d'imprimer chaque couche en une seule fois, ce qui leur offre le même avantage en termes de vitesse que les imprimantes DLP. Cependant, la taille et la qualité d'impression sont limitées par la résolution, la taille et la densité de pixels du panneau LCD.
L'impression sur résine prend généralement plus de temps mais produit des impressions détaillées et de meilleure qualité. Il se décline en trois variantes principales :
- Stéréolithographie (SLA)
- Traitement numérique de la lumière (DLP)
- Écran à cristaux liquides (LCD) également appelé stéréolithographie masquée (MSLA)
Source : Weerg
Principaux avantages de l’impression 3D en résine
L'impression 3D en résine est privilégiée par de nombreux amateurs et professionnels de l'impression 3D en raison de ses détails exceptionnels, de sa précision et de ses impressions à surface lisse. Les principaux avantages comprennent :
- De superbes détails : les photopolymères sont chargés dans une imprimante sous forme liquide, ce qui les rend plus faciles à façonner dans des géométries complexes que les plastiques fondus.
- Surface lisse : Bien que les lignes de couche soient toujours présentes dans l'impression sur résine, elles sont relativement petites et presque invisibles, en particulier sur certaines couleurs de résine.
- Grande variété de matériaux : la gamme de résines du marché couvre toutes les applications et tous les besoins courants, la liste s'allongeant rapidement. Chaque résine photopolymère est constituée de composants essentiels à la réaction et d'additifs tels que des colorants, offrant des améliorations à la fois visuelles et fonctionnelles.
- Impression rapide : l'impression 3D en résine offre des capacités de prototypage rapide, permettant aux concepteurs et aux ingénieurs d'itérer et de tester rapidement leurs conceptions.
- Coûts réduits. Grâce à la technologie d’impression 3D améliorée, l’impression sur résine est plus rentable que jamais, en particulier pour les appareils dentaires personnalisés et les maîtres modèles de bijoux.
Source : Formlabs
Applications d'impression 3D en résine
Grâce à la variabilité et à la flexibilité de la résine, il existe une large gamme de matériaux et de technologies adaptés à de nombreuses industries et tâches.
L'impression 3D en résine est idéale pour les applications où des détails élevés, des finitions de surface fines et des géométries complexes sont cruciaux, vous permettant de transformer vos idées en objets tangibles. Il est couramment utilisé dans des secteurs tels que la bijouterie, la dentisterie, l'ingénierie, les miniatures, les pièces de jeu, etc. D'autre part, l'impression 3D à base de filaments convient au prototypage rapide, aux pièces fonctionnelles et aux projets à plus grande échelle dans des secteurs tels que l'automobile, l'aérospatiale et les biens de consommation.
Processus d'impression 3D en résine
1. Utilisation du logiciel de découpage.
Une fois le modèle 3D conçu, il faut le transférer vers un logiciel de découpage pour les préparations à l'impression. Ce logiciel de découpage utilise des algorithmes pour créer des couches individuelles du modèle 3D en fonction du processus d'impression et du matériau choisis. Plus l’objet est détaillé, plus il comportera de couches.
De nombreuses options logicielles de découpage, telles que Lychee et CHITUBOX , offrent une interface utilisateur intuitive et des fonctionnalités avancées telles que la génération automatique de support et la surveillance à distance pour simplifier même les tâches les plus complexes. Ils facilitent le passage du prototypage à la production à grande échelle en découpant des milliers de couches, en générant des supports, en simulant et en validant le processus de construction, puis en créant le fichier pour l'imprimante 3D.
2. Imprimez le produit
Une fois que le logiciel de découpage a terminé son travail, il est temps d'imprimer le modèle 3D sur une imprimante 3D (telle que Formlabs , Elegoo , Creality , Anycubic et Phrozen ). Nous versons la résine dans une cuve et plaçons la plateforme de construction.
L'imprimante 3D utilise ensuite une source de lumière pour durcir la résine couche par couche jusqu'à ce que l'objet souhaité soit complètement imprimé. L'impression est entièrement automatique ; une fois que vous avez appuyé sur imprimer, vous pouvez repartir et revenir à une pièce terminée. Cela améliore considérablement la productivité des travailleurs.
Il est toujours important de noter que les différentes technologies d'impression sur résine ont des temps de durcissement variables, ainsi que des exigences différentes en matière de température et de pression. Il est suggéré de consulter votre imprimeur et votre fournisseur de matériel pour obtenir des recommandations et des paramètres suggérés.
3. Post-traitement
Cette étape consiste à retirer tout excès de matière (support) de l'impression et à s'assurer qu'elle est esthétique. Cela comprend également le ponçage des bords rugueux et l’application de peinture ou de revêtements pour une meilleure durabilité. Bien que cette étape soit essentielle pour produire une impression 3D étonnante, elle peut prendre beaucoup de temps. Enfin, vous pouvez le guérir avec une lumière UV comme prévu.
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Inconvénients de l’impression sur résine
Voici quelques-uns des inconvénients de l’impression sur résine :- Taille d'impression limitée. La taille maximale d'un objet pouvant être imprimé à l'aide d'une imprimante 3D à résine est généralement plus petite qu'avec une imprimante FDM (fused deposition modeling).
- Procédure complexe. Bien que des résolutions élevées soient possibles, le résultat final dépend de la conception de la pièce, des paramètres du slicer, de la résine et du post-traitement.
- Composants toxiques . Lors de l’impression, la résine utilisée dégage des fumées toxiques qui, si elles ne sont pas correctement ventilées, pourraient être dangereuses.
- Post-traitement obligatoire. L'objet doit être lavé, séché et durci avant d'être véritablement terminé. Ce processus peut être compliqué et prendre du temps.
- Durée de conservation limitée. En raison de la durée de conservation limitée de la résine et du risque de détérioration au fil du temps, les impressions peuvent ne pas donner le résultat attendu, ce qui entraîne un gaspillage de ressources.
- De nombreuses structures de soutien. L'impression sur résine nécessite plus de supports, ce qui peut affecter l'apparence de la miniature si elle n'est pas manipulée correctement.
- Coût plus élevé. Par rapport au FDM, les coûts de l’impression sur résine sont beaucoup plus élevés.
Notes de sécurité pour l'impression 3D en résine
La plupart des résines sont toxiques, il est donc important de les manipuler avec précaution. Voici quelques conseils de sécurité pour l’impression 3D en résine :
1. Utilisez un espace ventilé
En raison des matériaux utilisés dans le processus d'impression, les constructeurs doivent installer l'imprimante 3D dans un endroit bien ventilé ou utiliser une imprimante 3D fermée avec un système de ventilation intégré.
2. Évitez tout contact direct avec toute résine non durcie
La résine non durcie peut être nocive si elle entre en contact avec la peau et les yeux. Portez toujours des gants de protection, des lunettes de protection et un masque lorsque vous travaillez avec de la résine non durcie ou nettoyez des pièces imprimées en 3D.
En conclusion, le monde de l’impression 3D s’est élargi avec l’avènement de la technologie d’impression 3D en résine. À mesure que la technologie continue de progresser, il est clair que l’impression 3D en résine jouera un rôle crucial dans l’avenir du prototypage, du développement de produits et de l’expression créative. Comprendre les nuances de l'impression sur résine peut ouvrir un monde de possibilités d'innovation et de créativité, donnant vie à vos idées.
