PolyJet vs InkJet :principales différences et analyse comparative

La technologie jet d’encre a été inventée pour la première fois pour être utilisée dans les imprimantes 2D. Cette méthode dépose de petites gouttelettes d’encres de différentes couleurs sur une page pour créer une image. La version d'impression 3D de la technologie à jet d'encre n'est pas très différente de la version 2D :elle dépose plusieurs gouttelettes de différentes couleurs ou matériaux photopolymères sur une plate-forme de construction, puis durcit la couche « imprimée » à l'aide d'une lumière UV. Ce processus est répété jusqu'à ce que la totalité de la pièce soit imprimée, couche par couche. 

L'impression polyjet est un type d'impression à jet d'encre. Il utilise les mêmes types de matériaux et le même type de processus de durcissement. Les machines Polyjet peuvent imprimer extrêmement rapidement par rapport à d'autres technologies et peuvent créer des pièces complexes multi-matériaux et multicolores.

Cet article comparera Polyjet aux imprimantes à jet d'encre de base ainsi qu'aux technologies d'impression laser.

Définition du Polyjet et comparaison avec le jet d'encre

Polyjet est une marque déposée pour une technologie d'impression 3D multijet basée sur la modélisation développée par Stratasys. Le processus multijet a été développé pour la première fois en 1998 par Object Geometries, Ltd., qui a ensuite été acquis par Stratasys. Le processus utilise une tête d'impression qui peut déposer du matériau sur la plate-forme de construction, un peu comme le ferait une imprimante à jet d'encre normale. Ainsi, les imprimantes polyjet sont un sous-ensemble des imprimantes à jet d'encre. 

Les matériaux imprimés par les imprimantes polyjet doivent être des photopolymères. Ces polymères se solidifieront lorsqu'ils seront exposés à la lumière UV. L'imprimante fonctionne en distribuant plusieurs gouttelettes de photopolymère sur la plate-forme de fabrication et en faisant immédiatement passer une source de lumière UV sur le photopolymère déposé. La lumière UV solidifie la couche d'impression, après quoi la plateforme de construction descend d'une hauteur de couche, et la couche suivante est ensuite déposée. Les imprimantes Polyjet disposent de plusieurs têtes d'impression, qui leur permettent d'imprimer des pièces multicolores et multi-matériaux. 

Comparé au jet d'encre, le polyjet est son sous-ensemble qui se concentre uniquement sur l'impression avec des photopolymères. Cependant, ces photopolymères peuvent avoir une large gamme de propriétés et de couleurs. Le jet d'encre fait référence au processus de projection d'encre, de cellules cultivées ou même d'encre conductrice à partir d'une gamme de buses. 

Pour en savoir plus, consultez notre guide sur Qu'est-ce que Polyjet.

Quels sont les avantages de Polyjet par rapport aux autres technologies de jet d'encre ?

Vous trouverez ci-dessous quelques avantages de Polyjet par rapport aux autres imprimantes à jet d'encre : 

1. Polyjet peut produire des pièces en couleur sans aucun post-traitement, comme la peinture ou la teinture.  
2. Polyjet peut produire des pièces multi-matériaux. En effet, chaque buse jet d'encre indépendante peut déposer un matériau différent. Aucune autre technologie n’est capable de réaliser cet exploit. 

Quels sont les inconvénients de Polyjet par rapport aux autres technologies de jet d'encre ?

Vous trouverez ci-dessous quelques inconvénients de Polyjet par rapport aux autres imprimantes à jet d'encre : 

1. Le retrait du support nécessite un jet d'eau qui ne fait pas partie de la machine. Une imprimante polyjet doit donc être installée à proximité d’une plomberie et doit disposer de sa propre station de nettoyage dédiée. 
2. Bien que les imprimantes polyjet puissent produire de grands volumes de production, elles ne peuvent pas utiliser la totalité du volume comme le fait l'impression par fusion multijet, qui empile plusieurs pièces les unes sur les autres.

Définition du jet d'encre et comparaison avec Polyjet

Le jet d'encre est une technologie développée à l'origine indépendamment par Ichiro Endo chez Canon et Jon Vaught chez HP pour imprimer de l'encre sur du papier. La technologie a ensuite été adaptée à l’impression 3D en 1998 par Object Geometries, Ltd., rachetée plus tard par Stratasys. Il existe deux principaux styles d’imprimantes à jet d’encre :le jet de matériau et le jet de liant. Le jet de matériau dépose plusieurs gouttelettes de photopolymères à partir d'une gamme de buses pour imprimer des pièces multicolores et multi-matériaux. L'impression polyjet en est un exemple. Le jet de liant, quant à lui, dépose un liant sur une poudre de plastique pour lier les particules de plastique entre elles. Alternativement, un agent de fusion est déposé sur la poudre pour aider à la faire fondre lorsqu'une source de chaleur est utilisée pour faire fondre le plastique, comme avec l'imprimante 3D HP multi jet fusion. La technologie jet d'encre est également utilisée pour produire de la viande en déposant des cellules cultivées une couche à la fois pour imprimer un morceau de viande.

Quels sont les avantages du jet d'encre par rapport aux autres technologies d'impression 3D ?

Vous trouverez ci-dessous quelques-uns des avantages de la méthode jet d'encre par rapport aux autres technologies d'impression 3D :

1. Les imprimantes à jet d'encre peuvent utiliser plusieurs matériaux, tels que des encres pour imprimer sur des aliments, de la viande cultivée, des liants ou des agents de fusion. Les autres technologies d'impression sont limitées à un ou au maximum deux matériaux différents à la fois. 
2. Les imprimantes à jet d'encre peuvent imprimer des pièces beaucoup plus rapidement que la plupart des autres technologies. Le processus de jet a été adapté par de nombreuses autres technologies d'impression, comme MJF par exemple, et chacune de ces adaptations présente l'avantage de la rapidité.

Quels sont les inconvénients du jet d'encre par rapport aux autres technologies d'impression 3D ?

Vous trouverez ci-dessous quelques-uns des inconvénients du jet d'encre par rapport aux autres technologies d'impression 3D :

1. Polyjet ne peut utiliser que des photopolymères. Bien que le développement des matériaux soit en cours, les photopolymères ne sont pas aussi performants que les autres thermoplastiques standards utilisés dans les imprimantes PBF (Powder Bed Fusion) et FDM (Fused Deposition Modeling) en termes de résistance mécanique, de résistance à la fatigue et de résistance chimique générale. 
2. Le coût des photopolymères avancés est bien plus élevé que celui du filament plastique standard pour les imprimantes FDM ou de la poudre pour les imprimantes PBF. 

Tableau de comparaison entre le jet d'encre et d'autres technologies d'impression 3D

Le tableau 1 ci-dessous compare Polyjet (jet d'encre) et SLS (Selective Laser Sintering - une technologie de fusion sur lit de poudre) :

Tableau 1 : Comparaison Polyjet et SLS

Attribut Polyjet SLS

Attribut

Résolution d'impression

Polyjet

55 microns

SLS

100 microns

Attribut

Peut imprimer de grandes pièces

Polyjet

Oui

SLS

Oui

Attribut

Peut imprimer en plusieurs couleurs simultanément

Polyjet

Oui

SLS

Non

Attribut

Peut imprimer sur plusieurs matériaux simultanément

Polyjet

Oui

SLS

Non

Attribut

Peut imprimer des matériaux élastomères

Polyjet

Oui

SLS

Oui

Attribut

Taille minimale des fonctionnalités

Polyjet

0,2 mm

SLS

0,75 mm

Attribut

Les pièces ont besoin de structures de support

Polyjet

Oui

SLS

Non

Attribut

Le plus grand volume d'impression

Polyjet

1 x 0,8 x 0,5 m

SLS

0,55 x 0,55 x 0,75 mm

Polyjet produit des pièces avec de bonnes finitions de surface dans une gamme de couleurs et de types de matériaux différents, tandis que le SLS a tendance à avoir des finitions mates rugueuses avec des couleurs limitées.

Technologie jet d'encre et technologie laser :comparaison des technologies

La technologie d’impression 3D à jet d’encre est basée sur la technologie d’impression papier. Il fonctionne en déposant plusieurs points de plastique sur une plateforme de construction. Une lumière UV est ensuite utilisée pour durcir le plastique avant d'appliquer la couche suivante. Dans certains cas, un rouleau doit aplatir la couche avant que la suivante ne soit imprimée. La technologie laser comme le SLS (Selective Laser Sintering), quant à elle, utilise un laser comme source de chaleur pour fusionner les particules de plastique. Alternativement, un laser UV est utilisé dans les imprimantes SLA (stéréolithographie) pour imprimer avec des photopolymères.

Technologie jet d'encre et technologie laser :comparaison des matériaux

Les imprimantes à jet d'encre utilisent uniquement des photopolymères, comme c'est le cas avec le polyjet, ou peuvent utiliser des aliments, des liants ou même des cellules cultivées. Ces photopolymères peuvent être rigides, transparents, élastomères ou spécialement formulés pour imiter les propriétés de certains thermoplastiques comme l'ABS. D'autres imprimantes à jet d'encre utilisent une combinaison d'un liant photopolymère avec une base de poudre thermoplastique, généralement du nylon. L'impression multijet en est un exemple.

Les imprimantes laser impriment généralement avec des poudres thermoplastiques. Ces imprimantes les fusionnent en balayant un laser sur une fine couche de poudre plastique pour fusionner les particules dans la forme de la couche de pièce. 

Technologie jet d'encre et technologie laser :comparaison des applications de produits

Les imprimantes à jet d'encre, notamment polyjet, sont principalement utilisées pour les prototypes fonctionnels multi-matériaux et multicolores. Les pièces à jet d'encre sont également utilisées pour des applications plus pratiques comme les moules dentaires, les lentilles, les joints et les aides chirurgicales, mais ne sont pas adaptées aux applications industrielles résistantes comme les engrenages, par exemple.

Les technologies laser sur lit de fusion de poudre peuvent imprimer sur des matériaux plus fonctionnels comme le nylon et même le métal. Cela permet la fabrication de pièces finales plutôt que de simples prototypes. Cette technologie ne peut pas imprimer en plusieurs couleurs ou matériaux. 

Technologie jet d'encre et technologie laser :comparaison des volumes d'impression 

Les technologies jet d’encre et laser permettent d’imprimer de grands volumes et sont destinées à la production en série. La plus grande imprimante à jet d'encre polyjet a un volume d'impression de 1 x 0,8 x 0,5 m. Les machines de frittage sélectif au laser ont des volumes de construction légèrement plus petits, 0,55 x 0,55 x 0,75 m.

Technologie jet d'encre et technologie laser :comparaison de l'état de surface

Les technologies jet d’encre peuvent produire des pièces avec des finitions de surface très lisses. C'est pourquoi ils conviennent si bien aux prototypes fonctionnels ponctuels. Les technologies d'impression laser produisent des pièces avec une finition mate. La surface d'une pièce imprimée au laser est également difficile à post-traiter si une coloration est nécessaire et ne peut être colorée qu'en la colorant.

Technologie jet d'encre et technologie laser :comparaison des coûts

Les imprimantes 3D à jet d'encre utilisent des photopolymères spécialisés qui peuvent coûter jusqu'à 500 dollars le kg. La technologie laser comme SLS utilise des poudres thermoplastiques, qui sont beaucoup moins chères à produire et ne coûtent que 50 dollars le kg en moyenne. 

Quelles sont les technologies d'impression 3D utilisant le jet d'encre ?

De nombreuses techniques d’impression 3D utilisent les technologies jet d’encre. Les plus courants sont répertoriés ci-dessous :

1. Polyjet : Distribue le photopolymère sur une plate-forme de fabrication à l'aide de plusieurs buses indépendantes, puis une lumière UV polymérise le photopolymère pour produire une pièce multi-matériaux et multicolores.
2. Fusion Multi Jet : Plusieurs buses distribuent un agent de fusion et un agent de détail sur une poudre thermoplastique pour faciliter la fusion lorsqu'un radiateur infrarouge passe sur la couche de plastique. L'agent de détail garantit le maintien des bords tranchants des pièces. 
3. Jet de liant : Distribue un liant sur une couche de poudre pour coller les particules ensemble, au lieu de les faire fondre.

Quelles sont les similitudes entre Polyjet et Inkjet ?

Le jet d'encre est la technologie fondamentale utilisée par les imprimantes polyjet. L'impression polyjet est simplement un type de technologie à jet d'encre. 

Quels autres processus d'impression 3D sont comparables à Polyjet ?

Vous trouverez ci-dessous un processus comparable à Polyjet :

• Polyjet vs stéréolithographie (SLA) : Le SLA est un type de technologie d'impression 3D qui utilise la lumière UV pour polymériser une seule couche de photopolymère à la fois. Il n'utilise pas de jets pour déposer le matériau mais place plutôt la plateforme de construction dans une cuve de photopolymère et projette la section transversale de la pièce sur la plateforme de construction pour durcir tout le plastique. Pour plus d'informations, consultez notre guide sur Polyjet et SLA.

Quels autres processus d'impression 3D sont comparables au jet d'encre ?

Vous trouverez ci-dessous un processus comparable au jet d'encre :

• Jet d'encre ou fusion multi-jet (MJF) : MJF utilise des buses à jet pour appliquer un agent de fusion sur une couche de poudre plastique ayant la forme de la section transversale souhaitée de la couche actuelle. Un agent de détail est appliqué sur tous les bords de la couche pour empêcher le bain de fusion de suinter à l'extérieur de la limite de la pièce.

Résumé

Cet article traite des différences entre la technologie jet d'encre et le processus d'impression 3D polyjet. Pour en savoir plus sur la technologie jet d'encre et l'impression 3D polyjet, contactez un représentant Xometry.

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Dean McClements

Dean McClements est titulaire d'un baccalauréat spécialisé en génie mécanique et possède plus de deux décennies d'expérience dans l'industrie manufacturière. Son parcours professionnel comprend des rôles importants dans des entreprises de premier plan telles que Caterpillar, Autodesk, Collins Aerospace et Hyster-Yale, où il a développé une compréhension approfondie des processus d'ingénierie et des innovations.

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