Tout sur la photopolymérisation en cuve

La fabrication additive, communément appelée impression 3D, est une méthode de fabrication qui dépose des couches successives de matière pilotées par les contours d'un modèle 3D pour créer des objets physiques. Le domaine de la fabrication additive a connu une croissance constante du développement technologique et de l'adoption au fil des ans. Aujourd'hui, les ingénieurs ont le choix entre une grande variété de procédés d'impression 3D. Le processus qui a tout déclenché, cependant, a été la photopolymérisation en cuve.

La photopolymérisation en cuve a été le premier procédé de fabrication additive à être commercialisé avec succès, et elle reste une technique populaire quelque quarante ans après ses débuts sur le marché. Plongeons en profondeur dans le processus original de fabrication additive.

Comment fonctionne la photopolymérisation en cuve ?

La photopolymérisation en cuve crée des pièces avec d'excellentes finitions de surface en durcissant une résine photopolymère liquide une couche à la fois à l'aide de la lumière. Tout d'abord, la plate-forme de construction est abaissée dans la cuve de résine. Ensuite, la lumière UV, généralement d'un laser ou d'un projecteur, provoque une réaction dans la résine. Les molécules du photopolymère se lient pour former un solide, et la plate-forme de construction s'éloigne de la source de lumière pour permettre la construction de couches supplémentaires par-dessus les précédentes. Une fois la pièce entièrement formée, la résine est drainée et la pièce est retirée.

Les technologies d'impression 3D par photopolymérisation en cuve les plus courantes incluent :

Stéréolithographie (SLA)

Pendant le SLA, un laser de lumière ultraviolette situé à l'intérieur de la machine de photopolymérisation de la cuve est focalisé sur la cuve de résine pour construire une pièce couche par couche.

Traitement de la lumière directe (DLP)

DLP produit des pièces de la même manière que SLA, avec une différence essentielle. Au lieu d'utiliser un laser, ce processus utilise un écran de projection de lumière numérique qui fait clignoter une seule image de chaque couche de la pièce dans la résine en une seule fois. En conséquence, le processus d'impression est accéléré.

Synthèse numérique de la lumière Carbon® (DLS)

DLS est similaire à DLP, sauf que le mouvement de la plate-forme de construction est continu par opposition à discret, activé par une "zone morte" qui empêche la pièce de durcir dans la fenêtre de projection. Le DLS est encore plus rapide que le DLP car la machine de photopolymérisation en cuve n'a pas besoin de s'arrêter et de séparer la pièce de la plaque de construction après avoir terminé chaque couche.

Matériaux et applications de photopolymérisation en cuve

Les processus de photopolymérisation en cuve sont idéaux pour créer des pièces très précises avec des détails fins et des finitions de surface lisses. Les applications courantes sont observées dans les industries médicale et dentaire, certaines des plus courantes étant les outils d'apprentissage chirurgical, les prothèses faciales et les appareils auditifs. Les fabricants peuvent également utiliser la photopolymérisation en cuve pour fabriquer des moules pour le moulage par injection à faible volume.

Les matériaux de photopolymérisation en cuve varient selon le procédé. Par exemple, SLA est compatible avec une large gamme de résines photopolymères - standard, résistantes, flexibles, transparentes et coulables. Le DLP, en revanche, n'est compatible qu'avec les résines standard et coulables. Carbon DLS a également ses propres matériaux. Les résines ne sont pas universelles; chaque type de résine confère à une pièce un ensemble respectif de propriétés physiques et chimiques. Les ingénieurs et les équipes produit doivent toujours définir soigneusement les exigences de leur projet et évaluer les matériaux potentiels par rapport à ces exigences.

Avantages et inconvénients de la photopolymérisation en cuve

La photopolymérisation en cuve est restée populaire parmi les fabricants au fil des ans car elle est idéale pour la fabrication de pièces très détaillées et est souvent plus rapide que les autres procédés de fabrication en termes de volume pur. De plus, les machines de photopolymérisation en cuve peuvent avoir de grands volumes de construction. Les progrès de la qualité, de la vitesse et de la taille des pièces imprimables ont accéléré la viabilité commerciale de ces technologies.

Historiquement, la principale limitation des processus SLA et DLP provenait des restrictions physiques de divers matériaux compatibles avec la photopolymérisation en cuve. À l'exception de certaines résines résistantes et rigides, les résines durcissables aux UV n'étaient pas connues pour leur résistance, leur durabilité ou leur stabilité. Ces résines peuvent se déformer et se déformer avec le temps, changer de couleur et doivent généralement être post-durcies pendant une longue période pour en tirer une résistance suffisante. Le procédé Carbon DLS comble ces lacunes avec des matériaux beaucoup plus stables. DLS fabrique des pièces beaucoup plus solides et plus durables avec des propriétés isotropes.

Démarrer avec la photopolymérisation en cuve

La photopolymérisation en cuve est un processus de fabrication additive éprouvé capable de produire des pièces complexes et détaillées, des finitions de surface exceptionnelles et de grands volumes. Il est rapide, polyvalent et offre aux équipes produit une grande flexibilité de conception.

Les équipes produits disposent aujourd'hui d'un large éventail de méthodes additives parmi lesquelles choisir, même au-delà de la photopolymérisation en cuve. Un partenaire de fabrication à la demande de confiance comme Fast Radius peut faciliter le choix de la bonne méthode de fabrication additive.

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