[Impression 3D] Imprimante 3D généralités

1. Le principe

Avec la technologie FDM (Fused Deposition Modeling ou dépôt de matière fondue), l’objet est imprimé en fines couches successives pour un rendu précis et détaillé. Plus les couches seront fines, plus l’impression sera détaillée et précise. L’épaisseur de la couche varie généralement de 0,05 à 0,3 mm .
Le véritable avantage de cette technique repose sur l’économie de matière employée. L’objet étant imprimé précisément, il y a peu de perte de matière première.
Pour l’impression de structures particulières, une procédure préalable s’avère nécessaire. Des supports sont imprimés en même temps que l’objet pour soutenir et maintenir les parties imprimées dans le vide.
Or le filament ne peut se déposer dans le vide, notamment si ces surfaces sont courbes. Il est en revanche possible d’imprimer sans support des parties rectilignes, également appelées « ponts ». La ventilation placée sur la buse refroidi alors le filament qui est étiré dans dans le vide d’un point A à un point B, sans support.

2. Méthodes d'impression

a) Dépôt de fil FDM (Fused Deposition Modeling)

Il existe beaucoup de méthodes différentes d’impression 3D. La plus répandue dans le commerce est la méthode dite du « dépôt de fil FDM (Fused Deposition Modeling) ».
Comme son nom l’indique, cette technique repose sur un dépôt de filament qui s’effectue en couches successives très fines. Chauffé à haute température, ce filament, le plus souvent en « acide polylactique » ou PLA, va atteindre son point de fusion et sera déposé par une buse sur le plateau de l’imprimante 3D. Le diamètre de ce filament varie selon le diamètre de la buse et permet d’obtenir un objet plus ou moins détaillé (avec une qualité d’impression variable en somme). Plus le diamètre est faible, plus l’objet sera de qualité mais mettra du temps à s’imprimer.
Ainsi, ce filament très fin sort de la buse et vient se placer sur ceux déjà déposés. Les deux filaments fusionnent entre eux, ce qui donne au final un objet en un seul bloc.

b) Stéréolithographie (SLA, stereolithograph apparatus)

La stéréolithographie (SLA, stereolithograph apparatus) est également répandue et commune. Le principe général est identique à la méthode FDM, si ce n’est l’utilisation d’ultra-violets dans un liquide plastique monomère. Entre chaque couche de résine déposée, une lampe ultra-violette, masquée par un écran LCD dessinant la forme de la couche à imprimer, va flasher la résine pour la traiter. La conséquence est un durcissement de la résine qui sera alors prête à accueillir la seconde couche et ainsi de suite.

c) SLS (Selective Laser Sintering)

Très proche de la stéréolithographie, la SLS (Selective Laser Sintering) ou « Frittage Sélectif Laser » est une technique utilisée dans les imprimantes 3D de grande taille (destinées aux industries). Au lieu de résine, la matière employée est une poudre. Entre chaque couche, un laser solidifie la poudre appliquée et la fixe aux couches précédentes par frittage (la poudre chauffe sans entrer en fusion et se soude à la couche inférieure). Une fois les premières couches soudées par ce procédé, une nouvelle couche de poudre est étalée et le processus continue jusqu’à ce que la pièce soit achevée.

d) Autre

Mentionnons enfin la récente technologie CLIP (Continuous Liquid Interface Production) qui fonctionne avec un bain de résine dans lequel est projetée la forme de l’objet à imprimer, durcie par des UV.

3. Les matériaux

Elles peuvent être de différentes matières, avec chacune leurs caractéristiques et comportements :
le PLA, à base d’amidon de maïs ou de betteraves, facile à utiliser et biodégradable mais très cassant et sensible aux déformations.
l’ABS, un polymère thermoplastique, qui a d’excellentes propriétés mécaniques et résiste bien à la chaleur. Il est toutefois difficile à imprimer, un plateau chauffant à 100° est alors largement recommandé obligatoire pour éviter le warping. Autre point négatif, il dégage des vapeurs toxiques (privilégier donc une imprimante fermée ou protégée dans un caisson).
PET et PETG sont des entre-deux, des plastiques polyester qui autorisent le contact alimentaire et sont également robustes, sans être compliqués à imprimer.
le TPU, très malléable et qui permet donc d’imprimer des pièces « souples ». Très résistant mais également très sensible à la chaleur.

source : https://www.materiel.net/guide-achat/