PolyJet vs MultiJet : Différences clés et comparaisons pratiques pour l'impression 3D

L'impression 3D PolyJet et MultiJet (MJP) sont toutes deux des méthodes de fabrication additive qui construisent des pièces en déposant et en polymérisant des photopolymères qui réagissent à la lumière ultraviolette (UV). Elles peuvent toutes deux être utilisées pour des preuves de concept et des prototypes fonctionnels et peuvent fabriquer des pièces complexes, dont certaines se retrouvent souvent dans les secteurs dentaire et médical, spécifiquement pour des choses comme les moules pour couronnes et appareils dentaires. Malgré ces points communs, ces deux procédés présentent des différences clés qui font que l'un peut imprimer avec des matériaux composites et l'autre est meilleur pour la production de petites à moyennes séries. Lisez la suite pour découvrir lequel.

Définition du PolyJet et comparaison avec le MultiJet

Développé pour la première fois en 2000 par Objet Geometries et acquis par Stratasys, qui en détient maintenant les droits de marque, l'impression PolyJet fonctionne de manière similaire à une imprimante à jet d'encre. « Le PolyJet est un processus par lequel le matériau est projeté sur un plateau d'impression couche par couche », explique Christian Tsu-Raun, responsable de l'équipe de devis manuels chez Xometry. « C'est relativement lent mais très précis, et bon pour les petits prototypes non fonctionnels. » Dans le processus, de minuscules gouttelettes de photopolymères sont libérées dans des zones programmées à l'avance pour créer des couches 2D les unes sur les autres. Il utilise ensuite une lumière UV pour durcir ces gouttelettes et fixer la forme de chaque couche. Le PolyJet est connu pour conserver un niveau de détail élevé et peut imprimer en couches aussi fines que 16 microns ; cependant, Xometry imprime généralement à une hauteur de couche de 25 microns.

Le photopolymère ne devient dimensionnellement stable que lorsqu'il est polymérisé. C'est pourquoi les matériaux de support sont déposés en même temps que le polymère principal, ce qui améliore sa précision dimensionnelle et fournit une sorte de cadre pour maintenir le photopolymère en place jusqu'à sa polymérisation. Ces matériaux de support ressemblent à une substance gélatineuse légèrement rigide enveloppant la pièce à la fin du processus. Lorsque la pièce est terminée, elle est lavée à l'eau sous pression, trempée dans une solution chimique pour retirer les supports, puis laissée à sécher. L'image suivante montre un logo arc-en-ciel Xometry réalisé avec l'impression PolyJet :

Quels sont les avantages du PolyJet par rapport au MultiJet ?

Voici les avantages du PolyJet vs MultiJet :

• Des pièces composées de plusieurs matériaux différents peuvent être imprimées en une seule tâche avec le PolyJet.
• Les pièces imprimées en PolyJet peuvent conserver leurs propriétés matérielles après le post-traitement.

Quels sont les inconvénients du PolyJet par rapport au MultiJet ?

Voici les inconvénients du PolyJet par rapport au MultiJet :

1. Le PolyJet a une qualité de surface réduite dans les zones où le matériau de support est utilisé.
2. Les pièces imprimées en PolyJet ont une impression imprécise aux arêtes vives, ce qui entraîne l'arrondi de ces arêtes.

Définition du MultiJet et comparaison avec le PolyJet

La création du MultiJet est attribuée à l'entreprise 3D Systems, et c'est un autre type d'impression 3D qui fonctionne un peu comme une imprimante à jet d'encre. Comme la première méthode discutée, le MJP utilise une tête d'impression qui crée des pièces couche par couche en utilisant soit des gouttelettes de photopolymère polymérisable aux UV, soit de cire de coulée. Il peut également créer des épaisseurs de couche aussi petites que 16 microns, mais comparé au PolyJet, il a des capacités de mélange multi-matériaux limitées, voire inexistantes, selon la machine. Les structures de support pour cette technique sont faites de paraffine, donc lorsqu'une pièce est terminée, elle est placée dans un four ou dans un bain d'huile minérale chaude pour faire fondre la cire. Le post-traitement des pièces MJP est généralement plus facile que l'impression PolyJet, mais il faut faire attention lors de la fonte de la cire pour empêcher la chaleur d'affecter les propriétés du matériau principal de construction.

Les inconvénients potentiels de l'utilisation du MJP incluent le fait que vous ne pouvez pas produire des composants complexes en pleine couleur ou mélanger une gamme de matériaux tels que des matériaux caoutchouteux, rigides et transparents simultanément pour simuler différentes propriétés matérielles comme vous pouvez le faire avec l'impression PolyJet. De plus, les pièces MJP risquent de voir leurs propriétés matérielles changer pendant le post-traitement si les procédures et précautions appropriées ne sont pas respectées.

Le PolyJet et le MultiJet sont tous deux capables d'imprimer des pièces complexes et détaillées — des pièces qui ne seraient pas manufacturables avec des méthodes traditionnelles. Bien que les deux procédés soient assez similaires, deux des trois principales différences sont les matériaux utilisés pour l'impression et la facilité du post-traitement. Le PolyJet peut imprimer des pièces composites en une seule tâche mais nécessite plus de méthodes de post-traitement que les pièces imprimées en MultiJet.

PolyJet vs MultiJet : Comparaison technologique

Les systèmes PolyJet et MultiJet utilisent des technologies et des procédés similaires. Tous deux utilisent des photopolymères sensibles aux UV et un système de polymérisation UV. Bien que pas significativement différents, les deux méthodes diffèrent par le nombre de têtes d'impression présentes dans le système. Le PolyJet peut avoir deux têtes ou plus, tandis que le MultiJet peut en avoir un maximum de deux.

PolyJet vs MultiJet : Comparaison des matériaux

Dans les systèmes PolyJet, plusieurs matériaux peuvent être combinés en un seul matériau brut avec des caractéristiques de tous ses matériaux constitutifs. Ces matériaux composites sont appelés « matériaux numériques ». Ils permettent l'impression d'une seule pièce avec différentes propriétés matérielles en une seule construction.

Les matériaux utilisés dans les systèmes MultiJet sont des photopolymères. Les pièces imprimées en MultiJet sont nécessairement d'une seule couleur et composées d'un seul matériau. Si des matériaux composites sont nécessaires, que ce soit pour des raisons esthétiques ou fonctionnelles, le PolyJet peut être la meilleure option.

PolyJet vs MultiJet : Comparaison des applications produits

Le PolyJet et le MultiJet produisent tous deux des prototypes et des pièces exceptionnellement détaillés et fonctionnels. Ce niveau de détail rend le PolyJet et le MultiJet idéaux à chaque étape du processus de conception. Les pièces imprimées en PolyJet et MultiJet se retrouvent couramment dans les industries dentaire et médicale où elles sont utilisées pour créer des moules dentaires pour couronnes et appareils dentaires.

PolyJet vs MultiJet : Comparaison du volume d'impression

Les volumes d'impression du PolyJet vs MultiJet ne diffèrent pas beaucoup. Selon le système utilisé, le PolyJet peut avoir des volumes jusqu'à 260 x 200 x 200 mm et les systèmes MultiJet peuvent avoir des volumes jusqu'à 294 x 211 x 144 mm. Si des pièces plus grandes sont nécessaires, les pièces peuvent être imprimées en plusieurs parties puis assemblées ensuite.

PolyJet vs MultiJet : Comparaison de la finition de surface

Les finitions de surface des pièces imprimées en PolyJet vs MultiJet ne diffèrent pas significativement. En raison des résolutions précises et des épaisseurs de couche des deux technologies, les surfaces des pièces terminées sont lisses. Occasionnellement, des surfaces rugueuses peuvent être présentes dans des zones géométriques plus complexes mais peuvent facilement être lissées avec un post-traitement approprié.

PolyJet vs MultiJet : Comparaison des coûts

Les systèmes PolyJet et MultiJet peuvent être coûteux comparés à d'autres formes d'impression 3D. Les imprimantes PolyJet commencent à 6 000 $ et vont jusqu'à 75 000 $ pour les systèmes plus avancés. Les imprimantes MultiJet sont similaires en prix et font en moyenne environ 43 000 $.

Quelles sont les alternatives communes au PolyJet et au MultiJet ?

Une alternative aux deux PolyJet et MultiJet est :

• DLP : Le traitement numérique de la lumière (DLP) utilise également des photopolymères liquides polymérisés pour construire des pièces. La polymérisation est réalisée par un projecteur en DLP. La différence principale entre le DLP et le PolyJet/MultiJet est que les pièces sont imprimées à l'envers, et le photopolymère liquide est déposé depuis un réservoir sous la plateforme de construction. Malgré ces différences, le DLP rivalise avec le PolyJet et le MultiJet en termes de résolution, de précision et de rentabilité.

Quelles sont les similitudes entre le PolyJet et le MultiJet ?

Les similitudes entre le PolyJet et le MultiJet incluent :

1. Les deux utilisent des photopolymères liquides polymérisés par des lampes UV pour construire des pièces.
2. Les deux peuvent être utilisés pour des preuves de concept et des prototypes fonctionnels.
3. Les deux peuvent imprimer des géométries complexes qui ne seraient pas manufacturables avec des méthodes traditionnelles.

Quelles sont les autres comparaisons pour le PolyJet en dehors du MultiJet ?

En dehors du MultiJet, une autre alternative au PolyJet est :

• PolyJet vs SLA : La SLA est une alternative comparable au PolyJet car elle peut être utilisée pour les prototypes fonctionnels et les pièces. La différence entre le PolyJet et la SLA est que la SLA a une résolution équivalente, sinon meilleure que le PolyJet, selon le système. Elle offre la plus haute résolution de toute forme d'impression 3D et peut donc également être utilisée pour les moules, l'outillage, les modèles et la production de surfaces texturées.

Quelles sont les autres comparaisons pour le MultiJet en dehors du PolyJet ?

En dehors du PolyJet, une autre alternative potentielle au MultiJet est :

• MultiJet vs MJF : La Multi-Jet Fusion (MJF) est comparable au MultiJet car elle excelle dans la production de géométries complexes avec des finitions de surface exceptionnelles. La différence entre le MultiJet et la MJF est que la MJF fonctionne en utilisant une poudre polymère et un mécanisme de fusion (agents d'encre et fréquences infrarouges) pour polymériser les pièces.

Questions fréquentes sur PolyJet vs MultiJet

Combien coûtent ces machines ?

Comme ce sont des machines haut de gamme destinées aux environnements industriels, elles ne sont pas bon marché. Les imprimantes PolyJet peuvent coûter entre 150 000 $ et 500 000 $, et les machines MJP sont assez similaires, allant généralement de 150 000 $ à 400 000 $. C'est pourquoi des services comme ceux que propose Xometry sont utiles, car vous pouvez profiter de ces systèmes haut de gamme sans l'investissement initial que leur installation et leur fonctionnement impliquent.

Y a-t-il des alternatives au PolyJet et au MJP ?

Carbon DLS™ (Digital Light Synthesis™) est une méthode d'impression 3D comparable qui produit également des pièces haute résolution et précises. Comme le PolyJet et le MJP, le DLS polymérise des photopolymères liquides pour construire de nouvelles pièces, mais il le fait avec de la lumière projetée et une interface liquide continue pour la production. De plus, le DLS imprime des pièces sans couture en continu, à l'envers.

Quelle est la différence entre le PolyJet et la SLA ?

La SLA (stéréolithographie) utilise un laser pour polymériser de la résine liquide en pièces solides. Elle est bonne pour fabriquer des prototypes fonctionnels et des pièces, et, selon la machine et la configuration spécifiques, elle pourrait avoir une résolution encore meilleure que le PolyJet. Les impressions SLA sont de haute qualité et souvent transformées en moules et outillage, tels que des modèles maîtres pour des applications de coulée.

Quelle est la différence entre le MJP et la MJF ?

Les deux méthodes semblent similaires même par le nom, la MJF étant une abréviation de multi-jet fusion. « La MJF est un processus par lequel un agent de fusion est appliqué sur des couches successives de matériau en poudre », nous dit Tsu-Raun. « Elle est relativement rapide et produit des pièces en thermoplastiques de production, mais est moins précise que le PolyJet. » La méthode est aussi très bonne pour fabriquer des formes complexes et des pièces durables et finales. L'une des principales différences est que la MJF utilise une poudre polymère et un système de fusion pour produire des pièces, lui permettant de travailler avec des matériaux d'ingénierie populaires tels que le Nylon, le TPU et le Polypropylène.

Kat de Naoum

Kat de Naoum est une rédactrice, auteure, éditrice et spécialiste de contenu du Royaume-Uni avec plus de 20 ans d'expérience en écriture. Kat a de l'expérience dans l'écriture pour une variété d'organisations manufacturières et techniques et adore le monde de l'ingénierie. Parallèlement à l'écriture, Kat a été parajuriste pendant presque 10 ans, dont sept dans la finance navale. Elle a écrit pour de nombreuses publications, imprimées et en ligne. Kat a une licence en littérature anglaise et philosophie, et un master en écriture créative de l'Université Kingston.

Lire plus d'articles de Kat de Naoum