Stéréolithographie (SLA) – Qu’est-ce que le procédé SLA ?

Dans cet article, je présente la stéréolithographie – ou, en bref, le procédé SLA. Tu apprendras à connaître la structure d’une imprimante SLA, son principe de fonctionnement, ses avantages et ses inconvénients.

Quand le procédé de stéréolithographie a-t-il été inventé ?

Le procédé de stéréolithographie a été inventé par Charles « Chuck » W. Hull en 1983 et breveté en 1986. Hull a fondé l’entreprise 3D System sur la base de cette invention afin de pouvoir commercialiser la technologie.

SLA-1, la première imprimante 3D
Voici la première imprimante 3D stéréolithographique appelée SLA-1 (source de l’image : 3dhubs.com)

Quelle est la structure d’une imprimante SLA-3D ?

  • Laser
  • Miroirs mobiles
  • Réservoir de résine
  • Réservoir (Vat) – Rempli de résine
  • Couvercle avec protection UV pour éviter le durcissement involontaire de la résine par la lumière solaire ou électrique
  • Lame de raclette
  • Lit d’impression
Structure de l'imprimante 3D stéréolithographique
La structure d’une imprimante 3D stéréolithographique – infographie de Sercan Kahraman, CC-BY-SA ; source de l’image : triberte.net

Comment fonctionne le procédé de stéréolithographie ?

La stéréolithographie ou stéréolithographie consiste à créer un objet d’impression 3D à partir d’une résine liquide (photopolymère) en utilisant un laser qui durcit cette résine couche par couche avec une grande précision.

Pour ce faire, le faisceau laser est dirigé vers l’endroit souhaité par des miroirs mobiles appelés galvanomètres. Celle-ci est ensuite durcie.

Des pas :

  • Création du modèle 3D par logiciel CAO, scanner 3D ou téléchargement d’un modèle d’impression 3D
  • Découpe du modèle 3D
  • Remplir le réservoir de résine
  • Fermer le couvercle
  • Lancer l’impression
    • La plateforme de construction se déplace dans le réservoir translucide de résine liquide
    • Le laser durcit la première couche
    • Le lit d’impression se soulève de l’épaisseur de couche souhaitée
    • La résine remplit la zone située sous l’objet
    • Le laser durcit alors cette couche, ce qui permet de lier la couche précédente et celle-ci
    • De temps en temps, le lit d’impression monte plus haut – Dans ce cas, le matériau est automatiquement « brassé » dans le réservoir à l’aide d’une lame dite de raclage. Cela permet de faire disparaître les bulles existantes et de répartir uniformément la résine sous l’objet. Cela permet de garantir une qualité d’impression élevée, sans aucun vide.
    • Ce processus est répété couche par couche jusqu’à ce que l’objet 3D souhaité soit terminé.

Où la procédure SLA est-elle utilisée ?

Les imprimantes SLA produisent des pièces de haute précision avec une surface lisse et sont souvent utilisées pour des sculptures très détaillées, des formes de bijoux et des prototypes :

  • Prototypes pour des tests fonctionnels simples
  • Modèles en cire pour la fabrication d’objets en métal par la technique de la cire perdue
  • Production en petites séries de produits finis avec des structures complexes
  • Modèles nécessitant un haut niveau de détail
  • Outils pour le moulage par injection
  • Médecine : gouttières dentaires, guides chirurgicaux pour implants
  • Prototypes visuels pour les shootings photo et les tests marketing
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Quels matériaux peuvent être imprimés avec le procédé SLA ?

De nos jours, il existe un matériau adapté à presque tous les usages dans le domaine du procédé SLA :

  • résine synthétique fonctionnelle pour des charges élevées
  • matériau flexible
  • Résine synthétique enrichie de verre – pour une surface plus lisse et la possibilité d’imprimer des parois fines de manière stable.
  • Résine synthétique résistante pour la fabrication de prototypes soumis à de fortes contraintes, y compris les fermetures à ressort.
  • Matériau résistant à la chaleur, par exemple pour la fabrication de moules pour le moulage par injection pour la production en petites séries
  • Matériau apte à la coulée – Il est ainsi possible de fabriquer des modèles détaillés pour la coulée de précision. Le matériau est « cautérisé » au cours du processus
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Comment s’effectue le post-traitement en stéréolithographie ?

Ces étapes doivent toujours être effectuées avec la plus grande prudence, car la résine est également plus corrosive, selon la composition du matériau. C’est pourquoi tu dois toujours porter des gants lorsque tu manipules des objets qui n’ont pas encore été nettoyés, l’imprimante et d’autres composants. Le mieux est d’ajouter des lunettes de protection.

La sécurité est la sécurité.

Retirer le lit d’impression

Toutes les imprimantes SLA offrent la possibilité de retirer le lit d’impression. Cela permet de retirer plus facilement les objets imprimés. De plus, cela réduit le risque de se « blesser » avec la résine ou de contaminer la résine dans le récipient.

Suppression des structures de soutien

Il faut d’abord retirer les structures de soutien à l’aide d’un couteau, d’une pince ou d’un autre outil.

Processus de nettoyage

Il existe ici différentes manières de procéder. Cela dépend si l’imprimante SLA existante possède ou non une sorte de station de nettoyage. Si tu dois le faire toi-même, la première étape consiste à laver l’objet avec de l’alcool. Ensuite, tu le laves sous l’eau courante. Il se peut que tu doives parfois « frotter », car la résine est très collante et s’enlève difficilement. Attention aux parties délicates de l’objet à imprimer. Celles-ci doivent être nettoyées avec précaution pour éviter qu’elles ne se cassent.

Durcissement

L’objet imprimé est presque terminé à l’état nettoyé, mais nécessite encore dans de nombreux cas un durcissement pour pouvoir développer pleinement les propriétés souhaitées du matériau. Pour ce faire, certains fabricants proposent des stations UV spéciales. Si tu n’en as pas, tu peux par exemple recourir à un durcisseur d’ongles pour « ongles en gel » et durcir l’objet. Ou la méthode la plus longue, mais la plus avantageuse : place l’objet sur le rebord de la fenêtre et laisse le soleil faire son travail. Cependant, tu n’as aucune garantie que toutes les zones soient durcies. Fais donc pivoter l’objet sur le rebord de la fenêtre.

Outre ces étapes de post-traitement parfois nécessaires, les objets imprimés par stéréolithographie peuvent être traités par sablage, coloration et enduction, ce qui fait que, dans de nombreux cas, ils ne se distinguent plus des produits fabriqués pour la production en série par des méthodes conventionnelles.

Construction pour la procédure SLA. A quoi faut-il faire attention ?

Ce sujet est trop complexe pour être abordé ici. Clique sur le lien ci-dessous et découvre les principaux conseils et astuces à ce sujet :

Concevoir pour la stéréolithographie (SLA) – Directives pour une bonne conception

Stéréolithographie – Quels sont les avantages et les inconvénients ?

Chaque procédé d’impression 3D présente des avantages et des inconvénients. Je te présente ici celle de la stéréolithographie.

Avantages de la procédure SLA

  • Haute précision
  • Pas ou peu de couches visibles
  • Processus relativement rapide
  • Grands espaces de construction possibles

Inconvénients de la procédure SLA

  • Procédé relativement coûteux (imprimante, matériel, extras tels que des réservoirs pour chaque matériau, etc.)
  • Traitement ultérieur coûteux
  • Choix de matériaux relativement restreint
  • Le durcissement augmente les temps de passage des impressions
  • Des structures de soutien sont presque toujours nécessaires

 

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