Qu'est-ce qu'une imprimante PolyJet ? Est-ce similaire à FDM ou SLA ?

À l'heure actuelle, tout le monde a entendu parler de l'impression 3D et de la façon dont elle perturbe de multiples industries et crée de nouvelles opportunités chaque jour. Les technologies les plus populaires utilisées par la communauté des fabricants sont les imprimantes de modélisation par dépôt de fusion (FDM) et de stéréolithographie (SLA). Néanmoins, les exigences les plus exigeantes exigent souvent des machines plus chères et de qualité industrielle, telles que les imprimantes PolyJet.

On peut se demander ce qu'ils sont, comment ils sont utilisés et combien ils coûtent !

Les imprimantes PolyJet fonctionnent en projetant des gouttelettes de photopolymères couche après couche. Chaque couche est instantanément durcie sous la lumière UV et, ce faisant, l'objet est systématiquement construit. Les imprimantes PolyJet permettent une impression multi-matériaux, permettant aux modèles d'avoir plus d'un profil technique. En raison des avantages inhérents à l'impression PolyJet, elle est utilisée dans les industries aérospatiale, automobile, de la mode, ferroviaire et médicale.

Qu'est-ce qu'une imprimante 3d PolyJet ?

Les noms dans le monde de l'impression 3D peuvent prêter à confusion, et il y aura souvent deux noms ou plus pour exactement la même technologie ou le même produit. Un bon exemple est FDM (Fused Deposition Modeling) et FFF (Fused Filament Fabrication), qui font référence à l'impression avec un filament thermoplastique.

PolyJet ou Poly Jet ne sont pas différents en ce qui concerne les noms car ils fonctionnent sur les mêmes principes que les imprimantes à jet de matériau (MJ). La société Stratasys a développé sa propre technologie de jet de liquide et l'a appelée Poly Jet car elle est liée à la technologie.

Cette méthode d'impression utilise des photopolymères comme matériau de construction, et la technologie projette des gouttelettes de photopolymère sur la plate-forme de construction, qui sont durcies par la lumière UV. Le processus est extrêmement rapide et les niveaux de précision sont parmi les meilleurs de l'industrie 3D.

La société 3D Systems ont nommé leurs imprimantes utilisant cette technologie, imprimantes MJ ou imprimantes MultiJet. Là encore, le nom est directement lié à un aspect de la technologie car il utilise plusieurs jets pour pulvériser ou déposer avec précision le matériau photopolymère liquide sur la plaque de construction.

Comme vous pouvez le voir, les noms utilisés dans l'impression 3D peuvent sembler déroutants au départ, mais sont en réalité assez logiques. La raison pour laquelle l'industrie ne se conforme pas à un nom commun pour un type de technologie spécifique a beaucoup à voir avec l'association de la marque et le marketing. Plus une entreprise peut attirer l'attention sur ses produits, meilleur sera son résultat net. C'est très similaire à un jeu de Survivor où Outwit, Outsmart et Outplay ont une quatrième dimension, "Outname ”.

L'impression 3D par jet de photopolymère relève ou est une sous-classe de la catégorie d'extrusion/jet de matériaux. Le jet de matériau utilise des technologies qui projettent un matériau photopolymère liquide à partir d'une tête d'impression soumise et durcie par la lumière UV. Pas tous, mais la plupart des processus de projection de matériaux utilisent des photopolymères comme matériau de construction.

Stratasys est considéré comme un leader mondial de la technologie d'impression FDM (FFF) et leur acquisition d'Objet en 2012 a également conduit aux imprimantes PolyJet et PolyJet Matrix. Les imprimantes PolyJet sont capables d'imprimer plusieurs matériaux et plusieurs couleurs, ce qui permet d'obtenir des impressions de haute qualité.

Comment fonctionne une imprimante PolyJet ?

À bien des égards, l'impression 3D PolyJet est similaire aux imprimantes de documents à jet d'encre. La différence est que les imprimantes Polyjet impriment des modèles 3D, leur donnant cette dimension supplémentaire. Ceci est réalisé en imprimant couche après couche, de la même manière que l'impression FDM.

Chaque couche déposée est polymérisée sous lumière UV, et de cette manière, l'impression est systématiquement reconstituée. Une fois l'impression terminée, elle peut être immédiatement manipulée et utilisée sans nécessiter de post-durcissement supplémentaire, ce qui représente un gain de temps considérable.

Des supports d'impression sont toujours nécessaires pour les surplombs et autres éléments de conception géométrique qui nécessitent un support jusqu'à ce que le processus de durcissement soit terminé. Un matériau de type gel spécialement conçu est utilisé là où un support est nécessaire, et une fois l'impression terminée, les supports sont facilement retirés à la main, lavés à l'eau et enfin immergés dans un produit chimique pour éliminer le matériau de support restant.

L'impression PolyJet présente de nombreux avantages, notamment la vitesse d'impression, une précision et une qualité exceptionnelles, ainsi qu'une grande variété de matériaux d'impression pouvant être utilisés simultanément, comme c'est le cas avec l'imprimante 3D Object Connex de Stratasys. .

Les imprimantes PolyJet fonctionnent sur les mêmes principes que les imprimantes 3D à jet de matière. Avant le début de l'impression, le matériau photopolymère dans le réservoir de matériau de l'imprimante doit être chauffé à la température optimale pour garantir la bonne viscosité d'impression.

L'impression commence avec le déplacement du chariot sur l'axe X de la plate-forme de fabrication. Pendant les mouvements, la tête d'impression projettera sélectivement la résine en très fines gouttelettes sur la plate-forme de construction, et elles seront immédiatement polymérisées ou durcies à la lumière UV.

Grâce à la technologie des têtes d'impression multiples, les supports sont imprimés en même temps à l'aide d'un matériau de support spécifique qui s'enlève facilement par la suite. Une fois chaque couche terminée, la plate-forme de construction descend d'un cran et le processus est répété jusqu'à ce que l'impression soit terminée. Les bio-résines font partie de la vaste gamme de choix de matériaux.

Avec la technologie PolyJet, les impressions finies sont pulvérisées avec de l'eau sous pression pour enlever le matériau de support et trempées dans une solution chimique pour dissoudre les derniers morceaux de matériau de support. Les imprimantes MultiJet utilisent de la cire de paraffine pour leur matériau de support qui doit être fondu dans un four.

Il est toujours intuitif et agréable de voir une imprimante en action afin de bien comprendre son fonctionnement, alors jetez un œil à la vidéo suivante !

PolyJet est-il similaire à FDM ?

Bien que les imprimantes PolyJet et FDM construisent toutes deux une impression couche par couche, le processus utilisé dans chacune diffère considérablement. Les imprimantes FMD utilisent des thermoplastiques comme matériau, tandis que PolyJet utilise des photopolymères liquides.

Dans l'impression FDM, le filament thermoplastique est enroulé sur une bobine et introduit dans la tête d'impression, où il est fondu et extrudé en couche et se refroidit et se solidifie. Chaque couche passe par le même processus jusqu'à ce que l'impression soit terminée. Dans l'impression PolyJet, chaque couche de résine liquide projetée est durcie par la lumière UV, et les couches s'accumulent pour former une impression complète.

PolyJet est-il similaire à SLA ?

PolyJet est similaire à l'impression SLA en ce sens qu'ils utilisent tous deux une résine liquide qui est durcie par la lumière UV, mais les processus sont très différents. SLA imprime la conception à l'envers à l'aide d'une cuve ou d'un bain de résine pour imprimer le modèle, tandis que les imprimantes PolyJet pulvérisent de minuscules gouttelettes sur une plaque de construction et la construisent de cette façon.

Les deux méthodes d'impression impriment couche par couche, mais l'impression PolyJet présente des avantages distincts par rapport à l'impression SLA. Pour commencer, il n'est pas limité au seul type de résine, et le matériau de support est lavé sans nécessiter de processus de post-production fastidieux. Sur une échelle de volume d'impression, PolyJet est capable de volumes d'impression plus élevés en raison de la finition durcie séchée.

Le plus grand avantage de PolyJet par rapport au SLA est l'utilisation multi-matériaux qui a la capacité de modifier la structure du produit final. Là où SLA produit une impression uniforme qui est définie dans sa rigidité, PolyJet combine différents matériaux dans l'impression pour permettre à une certaine zone d'être rigide tandis que d'autres zones peuvent être plus flexibles.

Quels matériaux les imprimantes PolyJet utilisent-elles ?

La gamme de matériaux photopolymères utilisés avec les imprimantes PolyJet est vaste avec de nombreuses applications différentes. Vous trouverez ci-dessous quelques applications qui ont ajouté de la valeur à l'industrie médicale et dentaire.

• BoneMatrix :modèles qui imitent les structures osseuses poreuses, les tissus fibreux et les ligaments.
• GelMatrix :structures vasculaires détaillées.
• Med610 :guides chirurgicaux pour implants dentaires ou autres procédures orthopédiques.
• Med620 :modèles d'essayage précis pour les soins dentaires
• Med690 :concevoir des couronnes et des bridges durables.
• VeroFlex :des montures de lunettes design.

Il est intéressant de voir comment les différents matériaux imitent la fonction de vie réelle de la pièce créée. En dentisterie, il est possible de créer un cadre de prothèse plus souple qui ressemble à du caoutchouc souple, limitant la pression directe sur le tissu gingival réel en dessous. La capacité de créer des prothèses solides et durables qui prennent la sensation des structures tissulaires et osseuses réelles est phénoménale.

Avantages et inconvénients de l'impression 3D PolyJet

Comme c'est le cas pour tout dans la vie, il y a des avantages et des inconvénients. Puisque l'impression 3d est un sous-ensemble de la vie, elle devrait donc aussi avoir ses avantages et ses inconvénients. Laissons de côté le libellé ringard, allons-y !

Avantages

• Les impressions PolyJet sont précises jusqu'à 16 microns et ont une finition de surface lisse qui se compare très bien au moulage par injection. Le processus d'impression permet d'imprimer plusieurs pièces en même temps sans aucune perte de vitesse.
• Les conceptions peuvent être créées et imprimées en couleur, et différents matériaux peuvent également être utilisés sur la même impression. Ceci est rendu possible grâce à l'utilisation de têtes d'impression à jets multiples.
• Le processus de durcissement avec la technologie PolyJet est instantané et les impressions peuvent être utilisées immédiatement.
• La technologie PolyJet permet d'obtenir des détails d'impression supérieurs, et les supports d'impression sont facilement lavés une fois l'impression terminée.
• Il existe actuellement plus d'une centaine de documents imprimés parmi lesquels choisir, et ce nombre ne cesse d'augmenter.

Inconvénients

Malgré les nombreux avantages, les propriétés mécaniques ont tendance à échouer dans une certaine mesure à l'impression Polyjet car elles sont souvent pires que les pièces imprimées FDM et SLA. Les impressions PolyJet sont sensibles à la chaleur et à la lumière du soleil et perdent leur résistance avec le temps. Bien sûr, cela dépend des matériaux utilisés et, comme il existe un énorme répertoire d'options, la plupart des cas d'utilisation peuvent être correctement traités en choisissant correctement le matériau

L'autre point négatif est que les imprimantes et matériaux Material Jetting peuvent être très coûteux et hors de portée pour de nombreux passionnés de 3D.

PolyJet est-il cher ?

La réponse simple est oui, PolyJet coûte cher. Cela pourrait être dû au fait que le jet de matière est un ajout relativement nouveau à l'impression 3D et qu'il est principalement utilisé dans les environnements professionnels. Cela ne devrait pas freiner l'exploration des options offertes par le jet de matière par rapport aux options FDM ou SLA.

Si vous souhaitez acquérir une imprimante PolyJet, vous devez vous attendre à investir au moins 35 000 $. Compte tenu de ce nombre, vous devez vraiment savoir à quoi vous allez l'utiliser, car l'impression de PolyPikachu de haute qualité n'aura pas beaucoup de sens sur le plan financier.

Alternatives recommandées pour l'impression à domicile

À moins que vous ne soyez prêt à débourser 35 000 $, vous devrez probablement chercher ailleurs pour mettre la main sur une imprimante 3D.

Il existe plusieurs imprimantes actuellement sur le marché qui ne feront pas sauter la banque et qui peuvent produire de très beaux modèles.

Je possède une Ender 3 Pro et c'est une petite imprimante fantastique étant donné qu'elle me coûte moins de 200 $, mais vous pouvez également investir dans une Prusa MK3S+ qui est une bien meilleure imprimante, mais qui coûte aussi un peu plus (un « peu ») .

Enfin, si vous êtes plutôt un fan d'imprimantes à résine, pensez aux imprimantes Elegoo, telles que l'Elegoo Mars 3 Ultra 4k, qui est une imprimante incroyable pour créer vos propres miniatures très détaillées.

Applications de l'impression 3D PolyJet

Comme indiqué, l'application de la technologie d'impression PolyJet est de grande envergure et est recherchée dans les environnements professionnels car elle gère bien les détails complexes et les caractéristiques délicates, quelle que soit la complexité de la conception.

Aux États-Unis, l'impression Polyjet se retrouve dans les secteurs de l'automobile, de l'architecture, de l'industrie et de l'éducation. L'industrie médicale soutient fortement l'impression PolyJet de prothèses et de remplacements articulaires ainsi que dans la dentisterie. Les applications dentaires sont courantes dans les pays développés, mais pas autant dans les économies émergentes comme l'Inde. Il existe donc un grand potentiel de croissance aux États-Unis et dans le monde.

PolyJet dans le secteur de la santé

La dentisterie a adopté les technologies de projection de matériaux car elles ont permis de développer le marché des aligneurs transparents. La facilité d'utilisation de l'imprimante et la vitesse d'impression signifient que les demandes à la demande peuvent être satisfaites.

Aéronautique

D'énormes économies ont été rendues possibles grâce à l'utilisation de la technologie PolyJet, et l'un de ces exemples est l'économie de 3,8 millions de dollars réalisée par le département américain de la Défense, avec une économie supplémentaire prévue de plus de 15 millions d'euros au cours des 10 à 15 prochaines années.

Avec de nouvelles conceptions d'avions constamment sur la table, les pièces prototypes sont essentielles, et il n'y a pas de moyen plus simple de les créer selon les spécifications qu'en utilisant la technologie de projection de matériaux.

Automobile

L'industrie automobile a grandement bénéficié des technologies 3D, et l'inclusion du jet de matière comme option pour le prototypage rapide, l'outillage, les gabarits et fixations, et les pièces de production a grandement profité à l'industrie.

Chemins de fer

Grâce à la technologie PolyJet, le temps de production de pièces de production personnalisées a été réduit jusqu'à 95 %, ce qui, dans n'importe quel secteur, signifie efficacité et réponse efficace dans la présentation de solutions conformes à la sécurité.

Art et mode

L'art et la mode sont devenus une collaboration avec les technologies d'impression 3D où des entreprises comme Stratasys relient l'innovation à une création qui englobe non seulement les avancées technologiques, mais reflète également les dimensions philosophiques et culturelles. L'un de ces développements est l'impression par jet de chocolat, qui n'est qu'une des nombreuses applications des technologies PolyJet.

Conclusion

À présent, vous devriez non seulement avoir une bonne compréhension de l'impression PolyJet, mais aussi avoir un désir agressif d'en posséder une. Bien que vous économisiez au moins 35 000 $, je vous recommande personnellement de vous procurer une imprimante FDM ou SLA de qualité amateur pour vous mouiller les orteils dans le monde extrêmement vaste de l'impression 3D. Non seulement vous découvrirez si vous êtes intéressé par cette industrie, mais vous pourriez également apprendre que vous n'avez pas besoin d'une machine de qualité industrielle à la pointe de la technologie pour répondre à vos besoins.

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