mercredi 22 septembre 2021

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Les différents types d’impression 3D

Avec autant d’imprimantes 3D différentes sur le marché, il peut être difficile de comprendre l’ensemble du paysage. L’Organisation internationale de normalisation a constaté le même problème et, en 2015, la norme ISO/ASTM 52900 a été créée pour normaliser la terminologie en plein essor autour de l’impression 3D.

Chaque imprimante 3D différente peut être classée dans l’un des sept types de processus :

  • Polymérisation en cuve : le photopolymère liquide est durci à la lumière
  • Extrusion de matériau: le thermoplastique fondu est déposé à travers une buse chauffée
  • Fusion sur lit de poudre: les particules de poudre sont fusionnées par une source à haute énergie
  • Jet de matériau : des gouttelettes d’agent de fusion photosensible liquide sont déposées sur un lit de poudre et durcies à la lumière
  • Jet de liant : des gouttelettes de liant liquide sont déposées sur un lit de matériaux granulés, qui sont ensuite frittés ensemble
  • Dépôt d’énergie directe : métal en fusion déposé et fondu simultanément
  • Stratification de feuilles : des feuilles de matériau individuelles sont découpées en forme et laminées ensemble

Dans chaque type de processus, il existe des technologies uniques, et pour chaque technologie unique, il existe également de nombreuses marques différentes vendant des imprimantes similaires. Les procédés d’impression 3D les plus courants sont la photopolymérisation en cuve (en particulier la technologie SLA), l’extrusion de matériaux (généralement appelée FDM) et la fusion sur lit de poudre (en particulier la technologie SLS).

L’ensemble du paysage des technologies de fabrication additive peut être résumé dans un simple diagramme en arbre :

différents types d'impression 3D

Choisir le bon processus d’impression 3D

Sélection de la meilleure Service d’impression 3D pour une pièce particulière peut être difficile car il y a souvent plus d’un processus approprié, mais chacun produira des variations subtiles de coût et de rendement. En général, il y a trois aspects clés à considérer :

  • Les propriétés requises du matériau : résistance, dureté, résistance aux chocs, etc.
  • Les exigences de conception fonctionnelles et visuelles : surface lisse, résistance, résistance à la chaleur, etc.
  • Les capacités du processus d’impression 3D: précision, taille de fabrication, etc.

Celles-ci correspondent aux trois méthodes les plus courantes pour sélectionner le bon processus :

  • Par matériel requis.
  • Par fonctionnalité requise ou apparence visuelle.
  • Par précision ou taille de construction requise.

Matériaux d’impression 3D

Le nombre de matériaux d’impression 3D disponibles augmente rapidement chaque année, car la demande du marché pour des matériaux et des propriétés mécaniques spécifiques stimule les progrès de la science des matériaux. Cela rend impossible de donner un aperçu complet de tous les matériaux d’impression 3D, mais chaque processus d’impression 3D n’est compatible qu’avec certains matériaux, il y a donc quelques généralisations faciles à faire.

Les polymères thermoplastiques et thermodurcissables sont de loin les matériaux d’impression 3D les plus courants, mais les métaux, les composites et les céramiques peuvent également être imprimés en 3D.

Une autre façon de classer les matériaux est par leurs propriétés : bon marché, résistant aux produits chimiques, soluble, flexible, durable, résistant à la chaleur, rigide, résistant à l’eau, résistant aux UV. De nombreuses applications industrielles nécessitent des plastiques durables tels que le nylon 12, et la plupart des applications amateurs utilisent soit du PLA ou de l’ABS, qui sont les matériaux les plus couramment utilisés dans l’impression 3D FDM.

Avantages et limites de l’impression 3D

L’impression 3D est un outil exceptionnel pour les pièces personnalisées et le prototypage rapide avec un ensemble unique d’avantages, mais aussi en retard par rapport à la fabrication traditionnelle à certains égards. Les principaux avantages et limites peuvent être résumés comme suit :

  • Avantages – Coûts de démarrage très bas – Délai d’exécution très rapide – Large gamme de matériaux disponibles – Liberté de conception sans frais supplémentaires – Chaque pièce peut être facilement personnalisée.
  • Limitations – Coûts moins compétitifs à des volumes plus élevés – Précision et tolérances limitées – Résistance inférieure et propriétés anisotropes du matériau – Nécessite un post-traitement et un retrait du support.

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