Lissage à la vapeur d'acétone :comment cela fonctionne, avantages et meilleurs matériaux pour l'impression 3D

Utilisé sur les polymères imprimés en 3D pour uniformiser leurs surfaces et leur donner une esthétique globale plus agréable, le lissage à la vapeur d'acétone est particulièrement utile en FDM (modélisation par dépôt fondu) où les finitions de surface bosselées sont courantes. Cet article expliquera comment cela fonctionne exactement, le processus et les matériaux avec lesquels vous pouvez l'utiliser.

Qu'est-ce que le lissage à la vapeur d'acétone ?

Le lissage à la vapeur d'acétone est l'un des processus de post-fabrication utilisés pour éliminer les imperfections de surface des pièces imprimées en 3D fraîchement sorties de la machine. La façon dont il laisse une finition brillante et lisse consiste à décomposer la couche la plus externe d'un matériau compatible (comme l'ABS, l'ASA, le PMMA, le HIPS, le PC et tout autre plastique pouvant être dissous par l'acétone – cela ne fait pas vraiment grand-chose pour le PLA, le nylon, le PETG ou le TPU). C’est une méthode simple et rapide, qui peut être utilisée sur des pièces complexes avec lesquelles d’autres méthodes ont tendance à avoir du mal car elles ne peuvent pas éliminer uniformément les couches. C’est également un moyen efficace en termes de temps et d’argent, car il fonctionne de manière égale sur toutes les zones de la pièce, au lieu de se concentrer sur chaque zone individuellement. Cela répartit également uniformément la résistance du matériau. 

Nous avons mentionné dans l'introduction que la méthode est beaucoup utilisée dans les pièces imprimées FDM. En effet, ils sont connus pour être un peu instables :en fonction de la direction dans laquelle ils sont chargés, leurs propriétés mécaniques changent. Mais avec le lissage à la vapeur d’acétone, cela devient moins problématique. La raison technique est que le lissage crée plus de liaisons sur l'axe z et diminue la résistance sur les axes x et y.

L'image ci-dessous montre notre logo imprimé en 3D après avoir été lissé à la vapeur.

Logo Xometry imprimé en 3D avec une finition lissée à la vapeur

Quels types de matériaux d'impression 3D sont compatibles avec le lissage à la vapeur d'acétone ?

Le lissage à la vapeur d’acétone fonctionne sur tout matériau pouvant être dissous par l’acétone. Certains types de filaments qui ne réagissent pas de la même manière à l’acétone peuvent être endommagés par le processus ou rester totalement inchangés. Les cinq matériaux imprimés en 3D les plus courants qui bénéficient du lissage à la vapeur d'acétone sont :

1. ABS (acrylonitrile butadiène styrène)
2. ASA (acrylate d'acrylonitrile styrène)
3. PMMA (polyméthacrylate de méthyle)
4. HANCHES (polystyrène à fort impact)
5. PC (polycarbonate)

Pour utiliser ces matériaux, consultez les services d'impression 3D de Xometry adaptés à vos besoins.

Comment fonctionne le lissage à la vapeur d'acétone ?

Donc, si vous souhaitez effectuer vous-même un lissage à la vapeur d'acétone, vous pouvez suivre ces étapes :

1. Préparation

Pour préparer, à l'aide d'un fichier propre, poncez votre modèle imprimé en 3D et enlevez toutes les surfaces très grossières, y compris celles avec supports. Ensuite, vous devrez trouver la meilleure façon de placer la pièce dans un récipient afin que la vapeur puisse couvrir toutes les surfaces nécessaires en même temps et que le couvercle se ferme complètement. Habituellement, vous ne pouvez réaliser que le devant et les côtés en une seule fois. Un autre conseil important est de s’assurer que la pièce repose sur une base qui ne se dissoudra pas dans l’acétone. La feuille métallique fonctionne généralement bien.

2. Génération de vapeur d'acétone

Le moyen le plus simple de produire de la vapeur est de verser de l'acétone dans un récipient transparent et non réactif (comme du verre), puis de le couvrir sans le sceller afin que l'acétone puisse s'évaporer rapidement. Si vous souhaitez tirer le meilleur parti du processus, un conseil utile consiste à tremper une serviette en papier dans de l'acétone et à la mettre à l'intérieur du récipient, sans toucher la pièce lorsqu'elle entre.

3. Suspension d'objet

Mettez la pièce à l'intérieur du récipient, mais assurez-vous qu'elle ne touche pas l'acétone liquide ou la serviette en papier imbibée. S'il touche l'un ou l'autre, ce point de contact se dissoudra beaucoup plus rapidement.

4. Exposition à la vapeur

Laissez la pièce dans le conteneur et surveillez-la en permanence. Il n’existe pas de délai fixe ni de méthode de calcul de la durée pendant laquelle la pièce devra rester dans le conteneur. Cela dépendra de plusieurs variables, notamment :le taux d'évaporation de l'acétone, la taille du récipient, la taille de la pièce et la rugosité initiale de la surface.

5. Processus de lissage

Laissez la pièce dans le récipient et laissez-la faire son travail, mais gardez-la à l'œil. Il n’existe aucun moyen de calculer combien de temps chaque partie doit y rester, vous devrez donc la jouer à l’oreille ou à l’œil. La taille du récipient, la quantité d’acétone, la taille du modèle et plusieurs autres éléments ont tous une incidence sur le temps que cela prendra. Vous ne voulez pas le laisser reposer trop longtemps, car il pourrait commencer à perdre des détails :lorsque la pièce semble suffisamment lisse, vous êtes prêt à partir.

6. Ventilation et séchage

La dernière étape consiste à retirer soigneusement la pièce (sans la laisser toucher les serviettes en papier) et à la laisser sécher dans un endroit bien aéré, ce qui peut prendre de quelques heures à quelques jours.

Quels sont les avantages du lissage à la vapeur d'acétone dans l'impression 3D ?

Le lissage à la vapeur d’acétone est une bonne option pour plusieurs raisons. Les avantages sont discutés ci-dessous :

1. Qualité de surface

Le lissage à la vapeur d'acétone améliore la qualité de surface des pièces imprimées. Naturellement, les pièces imprimées en 3D ont des surfaces rugueuses car elles sont réalisées en couches. Le lissage à la vapeur d’acétone est un processus efficace pour réduire la rugosité de la surface et améliorer la qualité de la surface, principalement à des fins esthétiques. 

2. Temps et rentabilité

Comparé à d'autres méthodes de post-traitement utilisant du papier de verre, des pistolets thermiques ou un matériau de remplissage, le lissage à la vapeur d'acétone est plus rapide et moins cher. Ces autres méthodes concentrent les effets sur un seul domaine à la fois, elles nécessitent donc généralement plus de main-d’œuvre. En revanche, la vapeur d’acétone affecte de la même manière toutes les zones du modèle. Ainsi, le lissage à la vapeur d'acétone peut réellement augmenter votre productivité.

3. Lissage de géométries complexes

Le lissage à la vapeur d'acétone présente des avantages par rapport aux autres méthodes, car il peut réduire uniformément la rugosité de surface de géométries complexes. D'autres méthodes ont du mal à ajouter ou à supprimer une couche uniforme de matériau, en particulier sur une géométrie complexe. 

4. Force et intégrité

Avant le lissage à la vapeur d'acétone, les impressions FDM sont très anisotropes. Cela signifie que leurs propriétés mécaniques diffèrent lorsqu’elles sont chargées dans des directions différentes, ce qui est considéré comme un problème majeur avec l’impression 3D FDM. Le lissage de la vapeur, cependant, aide à égaliser cette directivité, rapprochant les pièces de l'isotropie. En bref, le lissage à la vapeur d'acétone crée plus de liaisons sur l'axe z (perpendiculaire au lit d'impression) mais diminue la résistance sur les axes x et y (parallèlement au lit d'impression). Cela peut être avantageux si votre article est susceptible de subir des charges sur l'axe z. 

Comment le lissage à la vapeur d'acétone affecte-t-il l'épaisseur ou le matériau de l'objet imprimé en 3D ?

Le lissage à la vapeur d'acétone n'a aucun effet sur l'épaisseur globale de l'objet imprimé en 3D. Le processus lisse uniquement les surfaces de l’article. Cela ne réduit pas l'épaisseur ou les paramètres géométriques globaux du produit fini. 

Quelles sont les meilleures méthodes pour appliquer le lissage à la vapeur d'acétone aux objets imprimés en 3D ?

La meilleure méthode pour appliquer le lissage à la vapeur d’acétone dépend de plusieurs facteurs, notamment le temps nécessaire pour terminer le processus et la taille de la pièce. En général, trois méthodes principales sont utilisées pour appliquer de la vapeur d'acétone sur des objets imprimés en 3D :

1. Une méthode consiste à appliquer de l'acétone à l'aide d'un pinceau. Cependant, cela nécessite plus de travail manuel et est moins susceptible que d’autres méthodes de vous donner une finition complètement uniforme et brillante. 
2. La deuxième méthode consiste à immerger la pièce dans l'acétone. Ce processus génère cependant des résultats imprévisibles. 
3. La troisième méthode consiste à utiliser un bain de vapeur à l'acétone dans lequel l'acétone est soit chauffée doucement pour créer de la vapeur, soit laissée s'évaporer naturellement. Cette dernière méthode est considérée comme la meilleure façon de créer une finition uniforme et brillante. 

Les bords imprimés en 3D peuvent-ils être améliorés grâce au lissage à la vapeur d'acétone ?

Oui, n’importe quel bord d’une pièce imprimée en 3D, à condition qu’elle soit imprimée dans un matériau sensible à l’acétone, peut être amélioré grâce au lissage à la vapeur d’acétone. Les pièces avec de grandes hauteurs de couche en retirent les plus grands avantages. Les pièces avec des hauteurs de couche plus petites ou qui sont imprimées via différentes techniques d'impression 3D bénéficieront de moins d'avantages mais seront probablement plus lisses qu'auparavant. 

Le lissage à la vapeur d'acétone est-il meilleur pour certains matériaux imprimés en 3D ?

Oui, certains matériaux bénéficient du lissage à la vapeur d’acétone, tandis que d’autres non. Les matériaux viables sont :ABS, ASA, PMMA, HIPS et polycarbonate. En revanche, certains seront dégradés par l’exposition à l’acétone tandis que d’autres ne seront absolument pas affectés. Exemples de matériaux qui ne bénéficient pas de ce post-traitement :PLA, PETG, Nylon et TPU. 

Quelles sont les différences entre les méthodes de post-traitement de l'impression 3D et le lissage à la vapeur d'acétone ?

Le lissage à la vapeur d’acétone est une forme de post-traitement de l’impression 3D. D'autres incluent :le ponçage, le sablage, l'utilisation de XTC-3D, l'utilisation de 3D gloop, l'utilisation du filament Polymaker Polysmooth PVB, le lissage chimique et l'utilisation d'un pistolet thermique. Ces méthodes de post-traitement diffèrent par l'application et les matériaux cibles. Par exemple, Polymaker Polysmooth et le lissage chimique sont similaires au lissage à la vapeur d'acétone car ils utilisent tous une réaction chimique pour dissoudre et lisser la couche externe. La différence est que Polymaker Polysmooth utilise un filament breveté et un produit chimique exclusif à ce filament, et le lissage chimique utilise un produit chimique différent tel que l'acétate d'éthyle pour lisser le PLA. 

Le ponçage et le sablage diffèrent également du lissage à la vapeur d'acétone. Ce sont des techniques purement abrasives qui érodent les hautes arêtes de la pièce, laissant une surface lisse. XTC-3D et 3D gloop, quant à eux, utilisent un matériau de remplissage pour reconstituer la surface extérieure et lui donner un aspect lisse et brillant. 

Quelles sont les différences entre le lissage à la vapeur d'acétone et le PLA lissant à la vapeur ?

Le lissage à la vapeur d’acétone et le lissage chimique du PLA sont en principe les mêmes méthodes. Ils dissolvent tous deux partiellement les couches superficielles du matériau. Cependant, le plastique PLA (acide polylactique) réagit à l’acétate d’éthyle plutôt qu’à l’acétone. L’acétone ne créera pas l’effet approprié sur le PLA et l’acétate d’éthyle ne fera pas l’affaire sur l’ABS et les autres plastiques qui réagissent à l’acétone. Pour en savoir plus, consultez notre guide complet sur le PLA Vapor Smoothing.

Comment Xometry peut vous aider

Si vous avez des questions sur les processus d'impression 3D, depuis la fabrication des pièces jusqu'au lissage de leurs surfaces, n'hésitez pas à contacter l'un de nos représentants qui se fera un plaisir de vous aider. Nous disposons également d'un large catalogue de services de fabrication comme l'usinage CNC et la découpe laser. Vous pouvez commencer dès aujourd'hui rapidement et facilement en téléchargeant vos créations et en demandant un devis gratuit et sans engagement.

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Kat de Naoum

Kat de Naoum est une écrivaine, auteure, éditrice et spécialiste du contenu britannique avec plus de 20 ans d'expérience en écriture. Kat a de l'expérience en matière d'écriture pour diverses organisations manufacturières et techniques et aime le monde de l'ingénierie. Parallèlement à l'écriture, Kat a travaillé comme parajuriste pendant près de 10 ans, dont sept dans le domaine du financement maritime. Elle a écrit pour de nombreuses publications, tant imprimées qu'en ligne. Kat est titulaire d'un baccalauréat en littérature anglaise et en philosophie, ainsi que d'une maîtrise en écriture créative de l'Université de Kingston.

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