FDM vs SLA - Répartition du processus d'impression 3D

L'impression 3D, également connue sous le nom de fabrication additive, est utilisée pour décrire l'un des nombreux processus disponibles qui impliquent la conversion d'un fichier numérique en un objet solide en trois dimensions. Une imprimante 3D déposera ou fusionnera à plusieurs reprises des couches successives de matériau, traçant la forme de la section transversale du fichier jusqu'à ce qu'un objet physique prenne forme.

La modélisation par dépôt de fusion (FDM) et la stéréolithographie (SLA) sont les méthodes d'impression 3D de prédilection pour les professionnels et les amateurs, offrant une flexibilité de conception considérable pour le prototypage, la fabrication de pièces générales et la fabrication à court terme. Les deux sont capables de produire des résultats de pièces similaires, mais les détails seront toujours importants lors du choix du meilleur processus 3D et du meilleur matériau pour le travail.

Dans le FDM, le thermoplastique fondu est extrudé sur une plate-forme de fabrication, fusionnant la couche au-dessus de la couche, jusqu'à ce qu'une forme 3D prenne forme. Les filaments FDM vont du plastique PLA biodégradable au renfort en Kevlar solide et résistant aux chocs, ce qui le rend extrêmement polyvalent pour tout, des prototypes aux outils et accessoires industriels. Les imprimantes 3D FDM sont également personnalisables, vous permettant un plus grand choix de paramètres d'impression et d'extensions matérielles pour s'adapter à un nombre croissant de matériaux. Avec le SLA, un laser UV ou un projecteur de lumière trace successivement chaque couche tranchée de l'objet, durcissant les couches de résine photosensible en un plastique durci jusqu'à ce qu'une forme 3D prenne forme.

FDM

Avantages de FDM

Il existe une gamme de thermoplastiques FDM et de types de filaments pour répondre à pratiquement tous les besoins de l'industrie ou de l'application. Les imprimantes 3D FDM présentent des volumes de fabrication plus importants que les imprimantes SLA, ce qui leur permet d'effectuer certaines tâches de fabrication additive à court terme en plus du prototypage de pièces et de modèles prêts à l'emploi en taille réelle.

Les filaments traditionnels continuent d'évoluer avec des caractéristiques intégrées telles que la résistance aux acides et aux produits chimiques, une faible friction et une résistance élevée. Les nouveaux filaments FDM contiennent des mélanges de fibres hachées tels que le polycarbonate et la fibre de carbone pour produire des pièces solides, légères et dimensionnellement stables. Les impressions 3D FDM peuvent aller des petites pièces de rechange pour voitures classiques aux outils et accessoires pour les entreprises aérospatiales, ce qui en fait le choix le plus judicieux pour les objets nécessitant une fonction et des performances mécaniques. Certaines imprimantes FDM, telles que l'imprimante industrielle série X7 de Markforged, ont la capacité d'imprimer à une hauteur de couche de 50 microns, ce qui surmonte les comportements FDM typiques et produit des pièces avec peu ou pas de couches visibles et une finition lisse et uniforme.

En utilisant les imprimantes de bureau ou industrielles de Markforged, des éléments de configuration tels que la sélection du bon matériau, des paramètres et du matériel sont déjà en place, ce qui signifie qu'aucune configuration utilisateur n'est nécessaire pour lutter contre le délaminage, la vitesse d'impression correcte et le dépôt de filament incorrect. S'assurer que la pièce est un bon candidat pour l'impression fait toujours partie du processus, il n'est pas nécessaire d'ajuster les températures ou les vitesses pour garantir une impression réussie.

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Inconvénients de FDM

En général, en raison des résolutions d'impression inférieures de FDM, les "lignes de couche" de surface du processus apparaissent parfois, même avec des paramètres de détail fins. Également connu sous le nom de « nervure », un polissage et un ponçage supplémentaires sont nécessaires pour être comparables aux surfaces lisses d'une impression SLA. Si vous produisez des prototypes à haute résistance sans mettre l'accent sur les détails de surface, cela n'aura pas d'importance.

En règle générale, le processus d'impression 3D FDM est également sujet aux fluctuations de température, ce qui entraîne un refroidissement plus lent/plus rapide du matériau de filament thermoplastique et provoque un délaminage de la surface (séparation des couches, gauchissement). Le processus FDM implique un bon nombre de pièces mobiles, toutes chargées de travailler ensemble pour façonner l'objet. Tout problème avec la tête d'impression, le système d'extrusion ou l'assemblage d'extrémité chaude entraînera finalement des problèmes à mi-impression. Par conséquent, une attention particulière aux paramètres d'impression, au matériel et aux spécifications des matériaux est nécessaire lors de la préparation et du découpage de votre modèle 3D.

SLA

Avantages du SLA

Les impressions 3D SLA peuvent atteindre des résolutions aussi petites que 25 microns, résultant en des finitions de surface lisses et détaillées qui sont inégalées par FDM et ressemblent à des pièces moulées par injection. Il est mieux adapté pour les modèles de concept de présentation ou de « preuve de travail », les structures organiques, les pièces à géométries complexes, les figurines et autres prototypes de forme uniques.

Grâce au processus de durcissement incroyablement précis du laser UV, les impressions 3D SLA offrent des tolérances dimensionnelles plus strictes. En effet, il n'y a pas de dilatation thermique lors de la fusion des couches, ce qui le rend idéal pour des prototypes extrêmement précis tels que des tenons de bijoux, des implants médicaux, des modèles architecturaux complexes et d'autres petits composants.

Inconvénients du SLA

En raison des caractéristiques de fragilité de la résine durcie, seules des formulations de résine SLA de qualité technique doivent être utilisées pour les pièces soumises à des contraintes mécaniques ou à des charges cycliques. Sinon, la plupart des résines standard sont idéales pour les structures délicates et détaillées utilisées à des fins de présentation, telles que les prototypes cosmétiques. Il n'existe actuellement sur le marché aucune résine SLA comparable en termes de résistance et de performances mécaniques à des filaments tels que le polycarbonate, le nylon ou d'autres matériaux FDM résistants.

Les résines d'impression 3D SLA coûtent généralement plus cher et produisent moins de pièces par unité de résine que les bobines de filament d'impression 3D FDM. Elles ont des volumes de fabrication considérablement plus petits que les imprimantes 3D FDM et ne sont pas adaptées aux travaux de volume.

FDM vs SLA

La première étape consiste à toujours choisir le meilleur outil pour le travail. FDM et SLA ont tous deux leurs avantages et peuvent être utilisés pour des tâches complètement différentes ou en conjonction avec des constructions d'assemblage en plusieurs parties. Si vous cherchez à créer des prototypes de conception de fonctionnalités fines, alors le SLA est la meilleure option. Sinon, FDM sera plus polyvalent pour les pièces tout au long du processus de production, de la conception à la fabrication en passant par la maintenance.