PolyJet vs InkJet : différences clés et analyse comparative

Origines de la technologie Inkjet

La technologie jet d'encre a d'abord été inventée pour les imprimantes 2D. Cette méthode dépose de minuscules gouttelettes d'encres de différentes couleurs sur une page pour créer une image. La version impression 3D de la technologie jet d'encre n'est pas très différente : elle dépose de multiples gouttelettes de différentes couleurs ou de matériaux photopolymères sur un plateau de construction, puis durcit la couche « imprimée » à l'aide d'une lumière UV. Ce processus est répété jusqu'à ce que la pièce entière soit imprimée, couche par couche.

L'impression PolyJet est un type d'impression jet d'encre. Elle utilise les mêmes types de matériaux et le même processus de durcissement. Les machines PolyJet peuvent imprimer extrêmement vite comparé aux autres technologies et créer des pièces multi-matériaux et multicolores complexes.

Cet article compare le PolyJet aux imprimantes jet d'encre basiques ainsi qu'aux technologies d'impression laser.

Définition PolyJet et comparaison au Jet d'encre

PolyJet est une marque déposée pour une technologie d'impression 3D de modélisation multi-jet développée par Stratasys. Le procédé multi-jet a d'abord été développé en 1998 par Object Geometries Ltd., rachetée ensuite par Stratasys. Le processus utilise une tête d'impression qui dépose le matériau sur le plateau comme une imprimante jet d'encre normale. Ainsi, les imprimantes PolyJet sont un sous-ensemble des imprimantes jet d'encre.

Les matériaux imprimés par les imprimantes PolyJet doivent être des photopolymères. Ces polymères se solidifient sous exposition UV. L'imprimante fonctionne en déposant de multiples gouttelettes de photopolymère sur le plateau et en passant immédiatement une source UV sur le photopolymère déposé. La lumière UV solidifie la couche d'impression, le plateau descend alors d'une hauteur de couche, et la couche suivante est déposée. Les imprimantes PolyJet ont plusieurs têtes d'impression, leur permettant d'imprimer des pièces multicolores et multi-matériaux.

Comparé au jet d'encre, le PolyJet en est un sous-ensemble focalisé uniquement sur l'impression avec photopolymères. Cependant, ces photopolymères peuvent avoir une large gamme de propriétés et couleurs. Le jet d'encre désigne le processus de projection d'encre, cellules cultivées, ou même encre conductive depuis une gamme de buses.

Avantages du PolyJet vs autres technologies jet d'encre

1. PolyJet produit des pièces en couleur complète sans post-traitement (peinture, teinture).
2. PolyJet produit des pièces multi-matériaux. Chaque buse jet d'encre indépendante peut déposer un matériau différent. Aucune autre technologie n'est capable de cette prouesse.

Inconvénients du PolyJet vs autres technologies jet d'encre

1. Le retrait des supports nécessite un jet d'eau qui ne fait pas partie de la machine. Une imprimante PolyJet doit être installée près de plomberie et avoir sa propre station de nettoyage dédiée.
2. Bien que les imprimantes PolyJet puissent avoir de grands volumes de construction, elles ne peuvent pas utiliser l'intégralité du volume comme le fait l'impression Multi Jet Fusion, qui empile plusieurs pièces les unes sur les autres.

Définition Jet d'encre et comparaison au PolyJet

Le jet d'encre est une technologie développée indépendamment par Ichiro Endo chez Canon et Jon Vaught chez HP pour imprimer de l'encre sur papier. Adaptée à l'impression 3D en 1998 par Object Geometries Ltd., rachetée par Stratasys. Deux styles principaux : jet de matière (material jetting) et jet de liant (binder jetting). Le jet de matière dépose gouttelettes de photopolymères depuis une gamme de buses pour imprimer pièces multicolores et multi-matériaux — l'impression PolyJet en est un exemple. Le jet de liant dépose un liant sur poudre plastique pour lier les particules. Alternativement, un agent de fusion est déposé sur la poudre pour l'aider à fondre sous source de chaleur, comme l'imprimante HP Multi Jet Fusion. La technologie jet d'encre est aussi utilisée pour produire de la viande en déposant cellules cultivées couche par couche.

Avantages du jet d'encre vs autres technologies impression 3D

1. Imprimantes jet d'encre peuvent utiliser multiples matériaux : encres alimentaires, viande cultivée, agents liants, agents de fusion. Autres technologies limitées à un ou deux matériaux max simultanément.
2. Imprimantes jet d'encre impriment pièces bien plus vite que la plupart autres technologies. Le processus de jet a été adapté par d'autres technologies comme MJF, chacune conservant l'avantage de vitesse.

Inconvénients du jet d'encre vs autres technologies impression 3D

1. PolyJet ne peut utiliser que des photopolymères. Bien que développement matériaux continue, les photopolymères ne sont pas aussi performants que thermoplastiques standards utilisés en PBF (Fusion sur Lit de Poudre) et FDM (Dépôt de Filament Fondu) en résistance mécanique, résistance à la fatigue, résistance chimique générale.
2. Coût des photopolymères avancés bien plus élevé que filament plastique standard pour FDM ou poudre pour imprimantes PBF.

Tableau comparatif : Jet d'encre et autres technologies impression 3D

Tableau 1 ci-dessous compare PolyJet (jet d'encre) et SLS (Frittage Laser Sélectif - technologie fusion sur lit de poudre) :

Attribut	PolyJet	SLS
Résolution d'impression	55 microns	100 microns
Peut imprimer grandes pièces	Oui	Oui
Impression multicolore simultanée	Oui	Non
Impression multi-matériaux simultanée	Oui	Non
Impression matériaux élastomères	Oui	Oui
Taille de détail minimum	0,2 mm	0,75 mm
Structures de support nécessaires	Oui	Non
Volume d'impression maximal	1 × 0,8 × 0,5 m	0,55 × 0,55 × 0,75 m

PolyJet produit pièces avec bonnes finitions surface dans gamme couleurs et types matériaux, tandis que SLS a finitions mates rugueuses avec couleurs limitées.

Jet d'encre vs Technologie Laser : Comparaison technologique

L'impression 3D jet d'encre est basée sur technologie impression papier. Elle dépose multiples points de plastique sur plateau construction. Une lumière UV durcit le plastique avant application couche suivante. Parfois, un rouleau doit aplatir la couche avant la suivante. La technologie laser comme SLS utilise un laser comme source chaleur pour fusionner particules plastique. Alternativement, laser UV utilisé en SLA (Stéréolithographie) pour imprimer avec photopolymères.

Jet d'encre vs Technologie Laser : Comparaison matériaux

Imprimantes style jet d'encre utilisent soit seulement photopolymères (cas PolyJet), soit aliments, agents liants, cellules cultivées. Ces photopolymères peuvent être rigides, transparents, élastomères, ou formulés pour imiter propriétés de thermoplastiques comme ABS. Autres imprimantes style jet d'encre utilisent combinaison liant photopolymère + poudre thermoplastique base, typiquement nylon. L'impression multi-jet en est un exemple.

Imprimantes laser impriment typiquement avec poudres thermoplastiques. Elles les fusionnent en balayant laser sur fine couche poudre plastique pour fusionner particules en forme de couche de pièce.

Jet d'encre vs Technologie Laser : Comparaison applications produits

Imprimantes jet d'encre, dont PolyJet, principalement utilisées pour prototypes fonctionnels multi-matériaux et multicolores. Pièces jet d'encre aussi utilisées pour applications pratiques : moules dentaires, lentilles, joints, aides chirurgicales, mais pas adaptées applications industrielles dures comme engrenages.

Technologies fusion lit poudre laser impriment matériaux plus fonctionnels : nylon, métal. Permet fabrication pièces d'usage final vs simples prototypes. Ne peuvent pas imprimer multicolore ou multi-matériaux.

Jet d'encre vs Technologie Laser : Comparaison volume d'impression

Les deux technologies peuvent imprimer grands volumes et sont destinées production série. Plus grande imprimante PolyJet : volume 1 × 0,8 × 0,5 m. Machines SLS : volumes légèrement plus petits, 0,55 × 0,55 × 0,75 m.

Jet d'encre vs Technologie Laser : Comparaison finition surface

Technologies jet d'encre produisent pièces avec finitions surface très lisses. C'est pourquoi elles sont si bien adaptées aux prototypes fonctionnels unitaires. Technologies laser produisent pièces avec finition mate. Surface pièce laser difficile à post-traiter si coloration requise, ne peut être colorée que par teinture.

Jet d'encre vs Technologie Laser : Comparaison coûts

Imprimantes 3D jet d'encre utilisent photopolymères spécialisés coûtant jusqu'à 500 $/kg. Technologie laser comme SLS utilise poudres thermoplastiques, bien moins chères à produire, ~50 $/kg en moyenne.

Technologies impression 3D utilisant le jet d'encre

De nombreuses techniques impression 3D utilisent technologies jet d'encre. Les plus courantes :

1. PolyJet : Distribue photopolymère sur plateau via multiples buses indépendantes, puis lumière UV durcit photopolymère pour produire pièce multi-matériaux, multicolore.
2. Multi Jet Fusion : Multiples buses distribuent agent fusion et agent détail sur poudre thermoplastique pour faciliter fusion quand radiateur infrarouge passe sur couche plastique. Agent détail assure bords nets pièces maintenus.
3. Binder Jetting : Distribue liant sur couche poudre pour essentiellement coller particules ensemble, au lieu de les fondre.

Similarités entre PolyJet et Jet d'encre

Le jet d'encre est la technologie fondamentale employée par imprimantes PolyJet. L'impression PolyJet est simplement un type de technologie jet d'encre.

Autres procédés impression 3D comparables au PolyJet

• PolyJet vs Stéréolithographie (SLA) : SLA utilise lumière UV pour durcir une couche unique de photopolymère à la fois. N'utilise pas jets pour déposer matériau mais place plateau dans cuve photopolymère et projette section transversale pièce sur plateau pour durcir tout le plastique. Pour plus d'infos, voir guide PolyJet vs SLA.

Autres procédés impression 3D comparables au Jet d'encre

• Jet d'encre vs Multi-Jet Fusion (MJF) : MJF utilise buses jet pour appliquer agent fusion sur couche poudre plastique en forme section transversale souhaitée couche courante. Agent détail appliqué sur tous bords couche pour empêcher bain fusion de déborder hors limite pièce.

Résumé

Cet article a discuté les différences entre technologie jet d'encre et processus impression 3D PolyJet. Pour en savoir plus sur technologie jet d'encre et impression 3D PolyJet, contactez un représentant Xometry.

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Dean McClements

Dean McClements est diplômé B.Eng Honors en Génie Mécanique avec plus de deux décennies d'expérience dans l'industrie manufacturière. Son parcours inclut rôles significatifs chez Caterpillar, Autodesk, Collins Aerospace, Hyster-Yale, où il a développé compréhension approfondie processus ingénierie et innovations.

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