Stéréolithographie — la technologie d'impression 3D originale

Inventée et brevetée par Chuck Hull — fondateur de 3D Systems — en 1984, la stéréolithographie (SLA) est la technologie originale qui sert de fondement à l'impression 3D moderne. C'est le SLA qui a à l'origine aidé à établir l'impression 3D comme un outil viable pour les fabricants, et a encouragé d'autres à explorer de nouvelles méthodes d'impression et de nouvelles applications pour la technologie. C'est un témoignage de la vision originale de Hull selon laquelle le SLA est toujours utilisé aujourd'hui, dans une grande variété d'industries, à la fois par des professionnels chevronnés et des amateurs en herbe.

Comment ça marche ?

La stéréolithographie construit des pièces une couche à la fois en envoyant un rayon ultraviolet dans une cuve de résine photopolymère. Le rayon provoque le durcissement et la solidification de la résine, permettant aux pièces d'être constituées une couche à la fois. Une fois toute la pièce terminée, elle est retirée de la cuve et placée dans un bain chimique à base de solvant pour éliminer tout excès de matière et obtenir une finition lisse. Enfin, la pièce est durcie dans un four à ultraviolets pour s'assurer qu'elle a bien durci.

Demandes de SLA

La stéréolithographie s'est imposée à l'origine comme un outil de prototypage rapide, et cela reste sa principale application aujourd'hui. La vitesse à laquelle il peut générer une impression très précise d'un modèle 3D signifie qu'il est bien adapté à un processus de prototypage rapide, où de nombreuses itérations d'une pièce sont produites avant que la production ne démarre. Le SLA offre un haut niveau de précision, avec peu de couches visibles que d'autres techniques produisent souvent.

Au moment de la rédaction de cet article, le SLA n'avait pas encore trouvé sa place dans les cycles de vie de la production. Malgré sa vitesse, les matériaux photopolymères utilisés sont assez chers par rapport aux autres technologies d'impression 3D, ce qui signifie que la production à grande échelle ne sera probablement pas une option rentable. Cependant, il est de plus en plus courant pour les fabricants d'utiliser l'impression SLA pour générer des moulages ou des modèles pour d'autres technologies, telles que le moulage par injection ou le moulage au sable, qui peuvent être utilisés plusieurs fois et peuvent être produits beaucoup plus rapidement qu'avec les méthodes traditionnelles. Il a également été utilisé à l'occasion pour des pièces uniques qui doivent être adaptées aux spécifications exactes du client. Par exemple, les techniques SLA ont été utilisées avec succès pour imprimer des aides auditives sur mesure.

Les matériaux

La stéréolithographie repose exclusivement sur des matériaux photopolymères qui se comporteront de la manière souhaitée lors de l'impression. Cependant, malgré cette limitation apparente, la gamme de matériaux imprimables s'est considérablement élargie au fil des ans, offrant aux fabricants un choix considérable. Les résines sont disponibles dans une large gamme de couleurs et avec des propriétés mécaniques qui simulent d'autres matériaux populaires, tels que l'ABS. Les résines sont également disponibles pour des applications spécialisées, telles que les pièces dentaires.

Quelques conseils pratiques pour une impression SLA de premier ordre

• Considérez vos structures de support. Toutes les pièces SLA nécessitent des structures de support pendant l'impression pour éviter le gauchissement, elles doivent donc être prises en compte dans votre conception. Évitez les surplombs non pris en charge de plus de 19 degrés. Les structures de support peuvent être coupées ou cassées après durcissement, et tout matériau restant peut être poncé pour obtenir une finition lisse.
• Évitez les petits trous et les parois minces, car ils ont de grandes chances de se déformer, en particulier pendant le processus de durcissement.
• Si vous prévoyez d'incorporer des pièces imbriquées dans une impression, assurez-vous qu'elles ont un dégagement approprié. En règle générale, utilisez un jeu de 0,5 mm pour les pièces mobiles et de 0,1 à 0,2 mm pour les pièces qui devront s'emboîter.
• Envisagez des moyens de réduire vos coûts de matériel. Comme nous l'avons mentionné ci-dessus, les matériaux SLA sont assez chers, c'est donc une bonne idée d'évider votre pièce, si possible, afin de minimiser la quantité de matériau utilisé. Si vous faites cela, assurez-vous d'incorporer des trous pour permettre à tout excès de résine de s'écouler avant le durcissement. Si cela n'est pas fait, l'excès de matière peut entraîner l'apparition de trous ou de fissures.
• Le ponçage humide est souvent appliqué aux impressions SLA pendant la phase de post-traitement pour obtenir une finition plus lisse. Cela peut entraîner des taches sur la finition, mais une couche d'huile minérale après ponçage y remédiera. Alternativement, pour des formes simples sans détails fins, différentes qualités de papier de verre peuvent être utilisées pour obtenir une finition élégante et transparente.
• Choisissez la bonne finition ! Comme avec SLS, il existe une large gamme d'options de finition disponibles pour l'impression SLA, y compris des choix fonctionnels et cosmétiques. Par exemple, une finition acrylique est souvent utilisée pour protéger les pièces des rayons UV et garantir qu'elles conservent leur aspect neuf plus longtemps.

Même si de nouvelles technologies arrivent sur le marché, le SLA ne montre aucun signe de disparition. Nous nous attendons à ce que de nouvelles applications continuent de se révéler à mesure que la fabrication additive évolue, que la science des matériaux s'améliore et que la confiance dans la technologie grandit, à la fois parmi l'industrie et le grand public.