FDM (filament) vs imprimantes à résine ; Lequel est le meilleur ?

Les imprimantes FDM et Resin sont les deux types d'imprimantes 3D les plus courants actuellement disponibles sur le marché pour les amateurs et les amateurs d'impression 3D à domicile et, même s'il s'agit d'imprimantes 3D, elles ne pourraient pas être plus différentes l'une de l'autre.

Je pense qu'il est extrêmement important de savoir lequel acheter, car vous voulez obtenir la bonne machine pour vos besoins spécifiques, car ils fonctionnent très différemment.

Dans cet article, nous verrons en quoi consiste l'impression 3D, les différences entre les imprimantes 3D FDM et résine, laquelle est la plus adaptée à chaque cas d'utilisation, les coûts qui y sont associés, et plus encore !

La réponse courte est :les imprimantes FDM utilisent un filament plastique comme matériau d'impression qui est fondu et déposé pour créer l'objet couche par couche, tandis que les imprimantes à résine utilisent une résine liquide qui est durcie, généralement couche par couche, par un ultraviolet lumière qui le durcit. Les imprimantes à résine ont une qualité d'impression bien supérieure à celle des imprimantes FDM, mais cela a un coût plus élevé, à la fois en termes de prix d'achat et de coût de fonctionnement de la machine.

Qu'est-ce que l'impression 3D ?

L'impression 3D consiste en un processus qui commence par la numérisation d'un objet, qui peut être conçu à l'aide d'un logiciel de conception assistée par ordinateur (CAO), qui permet ensuite de matérialiser ce modèle numérique via l'utilisation d'une imprimante 3D, que ce soit FDM, l'une des imprimantes à résine ou tout autre type d'imprimante.

Une fois la conception créée, vous devez la trancher à l'aide d'un logiciel Slicer, qui est conçu pour « trancher » ou « couper » le modèle horizontalement en plusieurs couches, puis générer ces informations au format g-code.

L'imprimante peut ensuite utiliser ces informations pour imprimer le modèle couche par couche, en commençant tout en bas, en imprimant cette couche entière, puis en passant à la suivante, et ainsi de suite.

Technologie FDM

Cette technologie, également connue sous le nom de FFF (Fused Filament Fabrication), consiste à utiliser un filament de polymère thermoplastique qui est poussé à travers une buse extrêmement chaude, environ 200 degrés Celsius, qui fond ensuite et dépose le plastique sur une surface plane, appelée un lit, couche par couche.

Imprimantes résine – Photopolymérisation en cuve

Les imprimantes à résine fonctionnent de la même manière que les imprimantes FDM, en ce sens qu'elles impriment couche par couche, mais tout le reste est assez différent :le processus consiste en une cuve remplie de résine photopolymère qui polymérise lorsqu'elle est exposée à la lumière ultraviolette, se solidifiant et formant un fine couche solide.

Le mécanisme contient un laser qui émet de la lumière, qui est déviée par un miroir dans la cuve et dessine la couche à imprimer en deux dimensions. Il a également une plate-forme qui se déplacera de bas en haut où l'objet sera "attaché", semblable au cordon d'une imprimante FDM, uniquement à l'envers.

Cette technologie est connue sous le nom de stéréolithographie, ou SLA.

Il existe d'autres technologies qui utilisent le même phénomène de polymérisation via l'action de la lumière ultraviolette, qui sont :le Digital Light Processing, ou DLP, et le MSLA (Masked Stereolithography).

Le DLP est basé sur la projection de l'image de la pièce dans son intégralité. Cette projection se fait à travers un ensemble de miroirs mobiles qui projettent toute l'image sur la résine, ce qui accélère l'ensemble du processus.

MSLA, ou également connu sous le nom de LED-LCD, est une innovation de la technologie DLP où le réseau de miroirs est remplacé par un dispositif LCD, qui a pour fonction de bloquer ou de laisser passer la lumière qui va ensuite solidifier la résine.

Différences entre les imprimantes à filament et à résine

Comme vous l'avez peut-être vu dans la brève description des deux technologies, elles fonctionnent de manière complètement différente et utilisent également des matériaux différents :le FDM utilise un filament qui fond et adhère à la couche précédente, formant progressivement le modèle, tandis que le SLA, le DLP, etc. , utilisez une résine durcie à la lumière ultraviolette.

Examinons maintenant les différences entre la qualité d'impression, la durabilité des pièces qu'ils produisent, les coûts d'avoir l'un ou l'autre, et plus encore.

Qualité d'impression

Ce qui ressort immédiatement en regardant les impressions créées par les imprimantes à résine, c'est la qualité et la précision dans la construction des pièces.

Si l'on se réfère aux technologies décrites ci-dessus, on peut en déduire que, dans le cas des imprimantes FDM, les épaisseurs de couche sont inférieures à celles des imprimantes à résine et, par conséquent, elles ne pourront pas produire d'impressions avec autant de détails , ce qui est particulièrement visible dans les miniatures.

Le produit final de l'imprimante à résine a une finition plus uniforme sans lignes de couture visibles qui sont courantes avec l'impression FDM. La qualité d'impression est l'une des différences les plus importantes entre les deux technologies, et les imprimantes à résine produisent en fait des impressions de résolution beaucoup plus élevée.

Matériaux et durabilité de la pièce imprimée

Jusqu'à présent, l'un des points forts de l'impression FDM est la variété des matériaux disponibles sur le marché, car vous pouvez trouver des centaines de marques, types, couleurs de filaments différents, etc., mais avec l'impression en résine, vous êtes beaucoup plus limité.

En plus de cela, et par rapport au matériau, la résistance globale des modèles qui sortent d'une imprimante à résine est bien inférieure, sans compter que la résine se dégradera avec le temps lorsqu'elle est exposée à la lumière UV, rendant la pièce encore plus faible.

Enfin, lors de l'impression de prototypes, étant donné que les imprimantes à résine ne sont pas aussi capables d'imprimer de grands modèles que les imprimantes 3D FDM, vous pourriez vous retrouver assez limité et devoir diviser le modèle ou modifier entièrement la conception.

Volume de construction

Le volume de la pièce à imprimer est également une limitation, car l'imprimante à résine a des dimensions plus petites et donc un volume d'impression plus petit.

Il convient de préciser que nous parlons du marché grand public, c'est-à-dire des imprimeurs qui sont à la portée du plus grand nombre, et non de ceux qui s'adressent à un marché professionnel.

Vitesse d'impression

La vitesse d'impression est plus élevée avec les imprimantes à résine car la couche à solidifier est imprimée en une seule fois, donc si nous imprimons plusieurs modèles, les imprimantes à résine devanceront les imprimantes FDM en ce qui concerne la vitesse.

Tout comme avec les imprimantes FDM, si vous avez besoin d'augmenter encore plus la vitesse d'impression, vous pouvez ajuster les paramètres du slicer pour augmenter la hauteur de la couche, ainsi que d'autres paramètres, pour que l'impression se termine plus rapidement. N'oubliez pas qu'une impression plus rapide signifie généralement une qualité d'impression inférieure.

Post-traitement

Au moment de terminer l'impression, dans le cas du FDM, la pièce est généralement terminée et prête à l'emploi. Bien qu'il soit intéressant de noter que dans quelques occasions, il est nécessaire d'enlever du matériel de support ou de le poncer pour l'appeler "fini".

D'un autre côté, les imprimantes à résine ne sont pas si simples :la résine non traitée doit être retirée dans un bain d'alcool isopropylique et l'impression doit ensuite être durcie dans une chambre à lumière UV (ou vous pouvez la laisser au soleil). Enfin, le plus souvent, les supports devront également être supprimés.

Entretien

Les imprimantes à résine sont plus compactes et ont moins de pièces mécaniques à régler, contrairement aux imprimantes FDM, qui ont des éléments qui s'usent à l'usage.

Par exemple, vous pourriez rencontrer un scénario où la buse se bouche et vous devez la déboucher, ou les courroies peuvent avoir besoin d'être ajustées ou remplacées, un morceau de filament peut tomber dans l'un des ventilateurs de refroidissement et le bloquer, etc.

Imprimantes à résine avec technologie DLP ou LED-LCD, l'écran LCD peut être endommagé et le film FEP, qui fait partie du réservoir de résine, peut également devoir être remplacé de temps en temps.

Dans l'ensemble, les imprimantes à résine sont plus chères à entretenir car les pièces qui doivent être remplacées, même si elles ne sont pas aussi fréquentes que les pièces d'une imprimante FDM, sont beaucoup plus chères.

Facilité d'utilisation et sécurité

Les imprimantes à résine sont plus faciles à utiliser car il n'est pas nécessaire de régler les différents paramètres de l'imprimante elle-même (nivellement du lit, tension de la courroie, etc.), mais il faut faire particulièrement attention car la résine est liquide et très toxique, il faut donc soyez extrêmement prudent lorsque vous manipulez de la résine et portez l'équipement de protection requis.

Les imprimantes FDM, quant à elles, utilisent un filament en plastique solide, ce qui signifie qu'il n'y a aucun danger. Cependant, les imprimantes FDM, en particulier celles bon marché, nécessitent un entretien constant et vous devrez peut-être également niveler le lit toutes les 5 ou 10 impressions.

Le polymère thermoplastique et les résines produisent des gaz qui, dans certains cas, peuvent être toxiques, comme c'est le cas de l'ABS, qui nécessite de travailler dans des zones ventilées.

De plus, dans le cas des imprimantes à résine et comme je viens de le mentionner, des précautions doivent être prises car le matériau est liquide et relativement toxique, il faut donc travailler avec des gants pour éviter les réactions cutanées, porter des lunettes de protection, etc.

Coût

Je diviserai le coût en trois éléments :

• Coût d'acquisition.
• Coût du matériel.
• Coût de maintenance.

L'adoption de la technologie réduit son coût à mesure qu'elle devient plus largement disponible en raison de la croissance de l'offre. FDM ouvre la voie à cet égard et le coût d'acquisition est clairement inférieur, bien que les imprimantes à résine à usage domestique puissent être achetées entre 250 et 300 $ et ne feront que baisser avec le temps.

Le filament est également relativement abordable à environ 20 $ par bobine de 1 kg.

D'une part, les imprimantes à résine ont besoin d'alcool isopropylique, en plus du photopolymère, pour le durcissement final et les finitions et, comme je l'ai mentionné précédemment, la résine est beaucoup plus chère que le filament, environ 5 fois plus, et vous devez ajouter l'isopropyle. l'alcool au mélange également, donc maintenant le prix de fonctionnement de l'imprimante est encore plus élevé.

Enfin, le coût de maintenance est plus élevé pour les imprimantes résine car les pièces à remplacer sont bien plus chères que celles d'une imprimante FDM, comme la feuille FEP qu'il faut généralement remplacer toutes les 20 à 30 impressions ou lorsqu'elle se montre traces d'usure.

Les imprimantes FDM, en revanche, ne nécessitent pas vraiment de maintenance préventive mais parce qu'elles comportent de nombreuses pièces mécaniques et subissent souvent des dommages qui nécessitent un investissement en temps important.

Quelle technologie choisir ?

Choisir l'imprimante à utiliser n'est pas si simple, bien que si vous accordez de l'importance à la qualité d'impression par-dessus tout, je vous recommanderais d'opter pour une imprimante à résine, mais réfléchissons-y une seconde :

Premièrement, nous devons être en mesure d'identifier clairement le problème que nous devons résoudre, et deuxièmement, nous devons connaître nos besoins fonctionnels ou non fonctionnels.

Voici un exemple pratique :

Supposons que nous voulions développer des dispositifs électroniques fonctionnels à petite échelle, nécessitant une sorte de conteneur pour abriter le circuit et, en même temps, un mécanisme fonctionnel supplémentaire.

Je suggérerais de dresser une liste de critères où nous pourrons ensuite pondérer l'importance des caractéristiques que nous voulons que notre modèle ait et donner à chacune d'elles une valeur pour mieux déterminer quelle imprimante obtenir en fonction des résultats :

Critères	Valeur
Vitesse d'impression	5
Précision	2
Qualité d'impression (résolution)	3
Taille	5
Coût	1

Ce n'est qu'un point de départ qui vous permet de réfléchir plus objectivement aux avantages et aux inconvénients des différentes technologies et qui vous permet d'arriver à une conclusion plus raisonnable.

Au moins pour l'instant, les imprimantes à résine offrent un niveau de détail beaucoup plus élevé par rapport aux imprimantes FDM et peuvent même imprimer des lots beaucoup plus rapidement. Cependant, tout cela a un coût plus élevé, car il faut faire face à de la résine liquide, acheter et utiliser des équipements de protection, utiliser de l'IPA, etc.

Conclusion

Les deux technologies ont leurs avantages et leurs inconvénients ainsi que certaines caractéristiques distinctives. Maintenant, que se passe-t-il si les imprimantes à résine deviennent moins chères, offrent un plus grand volume d'impression et une variété de matériaux ? Eh bien, je pense que cela va se produire dans les prochaines années et que les imprimantes à résine gagneront lentement une plus grande part du marché.

Sans entrer dans une analyse exhaustive de l'évolution de la technologie de photopolymérisation dans une cuve, il est clair que ces imprimantes ont lentement mais sûrement fait leur chemin sur le marché et sont également devenues de moins en moins chères, et je pense que l'avenir de la résine l'impression semble assez lumineuse.

Actuellement, sur le marché professionnel, il existe des imprimantes telles que la Form 3L qui résolvent une partie des limitations présentées dans cet article, mais celles-ci ne se reflètent pas dans les modèles à moindre coût ou à usage domestique car ce sont des imprimantes plus chères conçues pour des opérations plus importantes. .

Maintenant, même si l'avenir des imprimantes à résine semble très bon, je pense vraiment que, du moins pour la plupart des personnes intéressées par l'impression 3D, les imprimantes FDM sont meilleures car elles ne nécessitent pas les mêmes précautions pour fonctionner que les imprimantes à résine, car la résine est toxique et vous devez être très prudent lorsque vous l'utilisez.