Impression 3d resine, c’est quoi ?

Janssen Pillebout

3 décembre 2021

Pièce de test résine

L’impression 3D resine est une solution ancienne. L’impression 3D a débuté sa vie par la création de la stéréolithographie au milieu des années 80. Cependant, les technologies à dépôt de fil ou à frittage de poudre ont connu un apogée lors de la dernière décennie : ce sont les technologies qui ont progressé le plus en termes d’efficacité productive.

La résine prend aujourd’hui sa revanche, grâce notamment au développement de nouveaux matériaux techniques plus qu’intéressants. Nous avons choisi de vous livrer les réponses aux problématiques que nous avons rencontrées lors de la création de notre parc résine.

Pourquoi développer un parc résine ?

Les technologies liées à l’impression résine permettent d’être compétitifs pour de nouveaux marchés. On parle de précisions techniques et de finesse qui permettent d’apporter des réponses pour des pièces nécessairement lisses, précises ou étanches par exemple.

Certains domaines d’activité nécessitent d’avoir ces pièces d’aspect parfait. On peut penser aux secteurs du luxe et de la mode, de l’automobile, de l’art, etc.

Nous en parlerons plus tard, mais les possibilités d’injection liées à la création de moules en résine ouvrent en plus de nouvelles portes.

Tour Eiffel 3D résine

Quels avantages et inconvénients à l’impression résine par rapport au dépôt de fil ?

La rapidité et la précision sont les arguments majeurs qui mènent à l’adoption des technologies d’impression résine.

Le procédé de photopolymérisation est simple: une lumière est projetée dans un matériau qui durcit à l’endroit visé. C’est pour ainsi dire, à la vitesse de la lumière que chaque strate est fabriquée. C’est pourquoi les technologies DLP, qui flashent une couche entière à chaque passage, sont d’une rapidité sans égale. En complément, les technologies SLA utilisent un laser qui, s’il est plus lent puisqu’il doit parcourir le chemin entier de la forme à créer, définit sans pareil les détails d’une pièce.

Concrètement, la différence de précision comparée aux technologies à dépôt de fil s’explique par l’absence de force exercée sur chaque couche déposée. Le rendu est absolument lisse, pour des épaisseurs de couche comprises entre 0,05 et 0,01 mm (une imprimante FFF varie entre 0,05 et 0,3 mm.). Les effets mécaniques induits par le déplacement d’une buse qui dépose du fil provoqueront forcément plus de traces inter-couches.

En revanche, le dépôt de fil reste plus efficace économiquement, tant les coûts matériaux ont en moyenne chuté sur les bobines de filaments simples ou techniques. La présence obligatoire de post-traitement liée au lavage des pièces produites en résine fait forcément grimper le coût unitaire de chaque pièce produite. Le temps humain reste le plus coûteux, et il est d’avantage présent en SLA qu’en FFF.

Impression 3D DLP LCD

Quelles installations ont été mises en place pour créer ce parc chez NES ?

EPI résine 3D

Au delà de l’aménagement classique du local en stabilisant sa température, l’isolation lumineuse à été nécessaire pour installer au mieux ces machines.

En réalité, ce sont surtout les installations liées aux équipements de protection individuelle qui ont nécessité une réflexion plus importante. Le stockage et la manipulation des résines et divers produits de post-traitement, dont l’alcool isopropylique, nécessitent un stockage sécurisé, indiqué et ventilé. Notre volonté QSE nous a poussé à réfléchir au recyclage de ces produits concernés. C’est auprès de Veolia Environnement que nous avons pu trouver les réponses les plus adaptées.

L’objectif est atteint, avec l’adoption de 12 imprimantes résine. Notre parc SLA et DLP est parfaitement installé dans notre infrastructure. Au-delà de l’aspect sécuritaire, avoir fait le choix d’une installation aussi poussée c’est le gage d’une qualité constante tout au long de nos productions. C’est une garantie de facilité pour nous dans l’utilisation simultanée de plusieurs technologies, qui cohabitent et dont les conditions d’utilisation auraient pu poser problème.

Parmis les technologies utilisant des résines, comment avez-vous choisi vos machines ?

L’important pour nous était tirer le meilleur des possibilités offertes par les résines. C’est pourquoi nous avons choisi de créer un parc hybride entre SLA et DLP. Pour à la fois réussir à créer des pièces ultra-détaillées, en y ajoutant une possibilité de gagner en productivité sur des séries plus étendues. Il existe un rapport de 1 à 4 concernant la vitesse d’impression entre les lasers du SLA et les dalles LCD du DLP. La dalle LCD qui flashe toute la couche d’une pièce en un passage est plus productive, sans pour autant perdre en finesse sur des exigences de production en série. Le SLA est bien plus utilisé pour nos besoins de prototypages.

Un autre paramètre déterminant est celui de l’ouverture du système aux matières autres que celles du constructeur de la machine. Si le travail d’une FormLabs est bluffant, sa contrainte principale est imposée par le verrouillage des matières premières. Si la FormLabs 3L est notre modèle le plus présent, nous avons investi sur une diversité de machines nous permettant d’envisager une utilisation de matière plus large. Certaines matières créées par des labos indépendants nous permettront d’aller plus loin dans la réponse technique à apporter à nos clients.

Existe-il des résines aux caractéristiques techniques bluffantes ?

Déjà, et avant même de parler de résines techniquement surprenantes, nous pouvons évoquer une caractéristique inhérente à cette technologie d’impression : L’isotropisme des pièces fabriquées. C’est déjà un avantage par rapport au dépôt de fil par exemple. Les couches successives sont bien plus liées. Ainsi, les pièces conçues en résine craignent relativement moins les forces parallèles aux strates, là où de fait, une pièce en FFF aura une fragilité sur ce point.

Ensuite, les concepteurs de matières ont réussi à mettre au point des résines aux caractéristiques infinitésimalement proches de celle de matières telles que l’ABS par exemple.

Enfin, de plus en plus, nous sommes amenés à travailler des résines aux caractéristiques techniques poussées :

  • Résistance thermique : jusqu’à 280°c
  • Nano-composite : matériaux ultra-techniques dont la résistance mécanique est supérieure à celle de l’aluminium
  • Bio-composite : fabriquée à partir de matériaux recyclés
  • Implantable dans le corps humain
  • Et encore bien d’autres à inventer !
Pièce de test résine
Résine technique 3D

On trouve par exemple des matériaux ultra-techniques dont les capacités sont supérieures à l’Onyx par exemple (retrouvez ici notre artcile précédent sur l’Onyx). Pour donner un ordre d’idée, l’Onyx qui est déjà exceptionnel, résiste jusqu’à 36 MPa en force de flexion. On trouve des résines qui vont jusqu’à 170 MPa ! De quoi fabriquer des pièces d’usage très fiables…

Est-il possible de fabriquer des moules d’injection en résine ?

Avant même de vouloir injecter des pièces, l’idée avec la résine est de fabriquer des pièces dont la finesse est similaire.

Et oui, l’idée est de pouvoir fabriquer des moules d’injection capable pour des séries comprises entre 100 et 5.000 pièces selon la pression exercée et la température nécessaire.

Nous avons d’ailleurs déjà reçu de nombreuses demandes à ce sujet. Éviter le coût d’un moule usiné est important pour le lancement de nouveaux projets dont la validité économique n’a pas encore été prouvée. En divisant sérieusement le ticket d’entrée de l’injection plastique, nous proposons une alternative pour la pré-série. Nous avons d’ailleurs nous-même une presse qui permet de tester les moules sur quelques dizaines de pièces avant d’envoyer le modèle optimal vers un injecteur !

L’impression résine : à quoi ça ressemble ?

Pour résumer, l’impression 3D résine c’est : Aspect lisse, finesse et fiabilité

Découvrez quelques images de ce procédé ci-dessous !

Un projet d’impression 3D résine ?

Si vous souhaitez imprimer un pièce en 3D, la résine est peut-être la solution la plus adaptée !

Découvrez nos capacités d’impression 3D résine, et n’hésitez pas à nous consulter. 

Janssen Pillebout

Janssen Pillebout

Responsable des systèmes d'information

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