MJF vs SLS : quelle technologie d'impression 3D choisir pour polymères et élastomères ?

Le frittage laser sélectif (SLS) et la fusion multi-jet (MJF) sont les deux technologies d'impression 3D les plus ubiquistes pour les polymères et les élastomères. Bien qu'elles partagent certaines similitudes, il existe des différences entre ces technologies qui rendent chacune plus adaptée que l'autre dans différentes situations.

Description des technologies d'impression 3D

Frittage laser sélectif

Dans la technologie SLS, une imprimante, utilisant les sections transversales d'un modèle CAO 3D comme guide, dépose une couche de poudre de matériau sur une plateforme de construction. Un laser CO2 de haute puissance fritte cette couche selon la forme requise du modèle CAO. Une autre couche de matériau est déposée sur la couche précédente et frittée à nouveau. Ce processus de superposition et de frittage est répété jusqu'à la formation de la pièce.

Fusion multi-jet

Le MJF (Multi Jet Fusion), également connu sous le nom de HP MJF, est similaire au SLS. Cependant, dans le MJF, après chaque couche de poudre déposée et chauffée à une température proche du frittage, un réseau de jets d'encre projette un agent de fusion liquide sur la couche. Cet agent de fusion favorise l'absorption des rayons infrarouges. Un agent de détail est également déposé le long des bords extérieurs de la pièce. Une source infrarouge fritte ensuite le tout avant qu'une nouvelle couche de poudre ne soit déposée sur la couche précédente. Ces processus sont répétés jusqu'à la création de la pièce.

Similitudes entre SLS et HP MJF

Les principales similitudes entre les technologies sont :

• Ce sont toutes deux des technologies de fusion de poudre impliquant l'utilisation de matériau en poudre
• Elles nécessitent toutes deux une source de chaleur pour le frittage
• Aucune des deux ne nécessite de support d'objet pendant l'impression, permettant ainsi la construction de géométries complexes
• Elles fonctionnent toutes deux par superposition de couches
• Elles travaillent principalement avec des thermoplastiques et des élastomères

Différences entre SLS et HP MJF

Matériaux

Le SLS existe depuis une période beaucoup plus longue, ayant été breveté à l'origine en 1997. Cette technologie a traversé plusieurs avancées qui lui permettent de prendre en charge plusieurs matériaux tels que PA 11, PA 12, PA 12 chargé verre, PEBA 2301 3D, Alumide, TPU, etc. Cela offre une flexibilité de choix pour le processus SLS.

Le MJF, en revanche, est relativement récent car il a été mis à disposition commercialement aussi récemment qu'en 2017. Par conséquent, cette technologie ne peut travailler qu'avec quelques matériaux tels que PA 12, PA 11 et TPU.

Précision dimensionnelle et résolution des détails

Les deux technologies offrent une haute précision dimensionnelle. En comparant MJF vs SLS, les pièces SLS ont une résolution de détails légèrement plus fine que le MJF. Cependant, comme les deux technologies sont sujettes au gauchissement, les grandes surfaces planes doivent être évitées pour l'impression.

Temps de traitement

Le SLS et le MJF ont à peu près le même temps d'impression pour la production d'une pièce. Cependant, pour le temps nécessaire pour l'ensemble du processus, y compris la configuration de la machine, l'impression et le refroidissement, le MJF nécessite un temps plus court. C'est parce que les imprimantes MJF ont une plateforme de construction amovible qui permet à la pièce imprimée de refroidir en dehors de la machine. De plus, pour la production de nombreuses pièces, le MJF est plus rapide car cette technologie peut imprimer des dizaines de pièces en même temps.

Concernant la recyclabilité, 80 % de la poudre récupérée des pièces imprimées en MJF est recyclable, contre 30 à 50 % pour le SLS.

Finition de surface

La finition de surface des pièces des deux technologies est granuleuse, les pièces MJF ayant une finition légèrement plus lisse. Les pièces SLS sont généralement blanches ou grises et peuvent être teintes dans une grande variété de couleurs. L'agent de fusion utilisé dans le MJF est noir pour améliorer l'absorption des rayons infrarouges. En raison de cette couleur noire, les pièces MJF ont généralement une apparence grisâtre et sont généralement teintes en noir.

Propriétés des pièces imprimées en 3D

Les pièces MJF et SLS ont des propriétés mécaniques et physiques légèrement variables. Les propriétés du SLS vs MJF sont données dans le tableau ci-dessous.

Propriété	MJF	SLS
Résistance à la traction (MPa)	1700 (X,Y) 1800 (Z)	1650 (X,Y) 1650 (Z)
Module de traction (MPa)	48 (X,Y) 48 (Z)	48 (X,Y) 42 (Z)
Déformation à la rupture (%)	20 (X,Y) 15 (Z)	18 (X,Y) 24 (Z)
Point de fusion (°C)	187	176

Taille des pièces

L'impression SLS est capable de produire des pièces plus grandes (jusqu'à 600 x 350 x 560 mm) que l'impression MJF (jusqu'à 380 x 284 x 380 mm). D'autre part, le MJF peut imprimer des détails aussi petits que 0,5 mm, tandis que le SLS peut imprimer une taille de détail minimale de 0,8 mm.

Coût

Les coûts de production de pièces unitaires en MJF et SLS sont approximativement les mêmes, mais les pièces MJF deviennent moins chères à grande échelle. Cela est dû à la capacité de l'imprimante HP MJF à imprimer plusieurs pièces simultanément.

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Comment choisir la bonne technologie d'impression 3D

Propriété	SLS	MJF
Matériaux	Peut imprimer plusieurs matériaux, y compris PA 11, PA 12, PA 12 verre, TPU, PEBA 2301 3D et Alumide	Peut actuellement imprimer seulement PA 11, PA 12, PA 12 verre et TPU
Précision dimensionnelle	Produit des pièces avec des précisions dimensionnelles légèrement supérieures au MJF.	Produit des pièces avec des précisions dimensionnelles très élevées.
Temps de traitement	Prend plus de temps pour produire des pièces que le MJF, surtout pour les grandes quantités	Prend moins de temps que le SLS pour produire des pièces. Cela est dû à la présence d'une plateforme de construction amovible dans les imprimantes MJF qui permet aux pièces de refroidir en dehors de l'imprimante. Ces imprimantes peuvent également imprimer de nombreuses pièces simultanément
Finition	Les pièces produites ont une finition de surface granuleuse	Les pièces produites ont également une finition de surface granuleuse mais légèrement plus lisse que leurs homologues SLS
Taille de pièce	Peut produire des pièces aussi grandes que 600 x 350 x 560 mm, et des détails aussi petits que 0,5 mm	Peut produire des pièces aussi grandes que 380 x 284 x 380 mm, et aussi petites que 0,5 mm
Coût	Les coûts de production de pièces unitaires en MJF et SLS sont approximativement les mêmes, mais les pièces MJF deviennent moins chères à grande échelle.

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