Qu’est-ce qu’une imprimante 3D par stéréolithographie ?
Les imprimantes 3D par stéréolithographie sont des imprimantes 3D qui utilisent la méthode de modélisation par la lumière.
La stéréolithographie est une méthode qui permet de créer des structures tridimensionnelles en durcissant et en superposant couche par couche un matériau qui est durci par exposition à la lumière ultraviolette. Les résines liquides photopolymérisables, telles que les résines époxy ou acryliques, sont utilisées comme matériau.
La méthode de modélisation optique est la plus ancienne des technologies d’imprimantes 3D actuellement utilisées dans la pratique. C’est la méthode de moulage par chargement la plus répandue dans l’industrie.
Utilisations des imprimantes 3D par stéréolithographie
Les imprimantes 3D par stéréolithographie sont utilisées pour la vérification de la conception et la production de modèles et de moules.
En raison de la haute précision et de leur finition lisse, elles peuvent également être utilisées pour produire des produits finaux.
Différents types d’imprimantes et de matériaux doivent être utilisés en fonction de l’usage prévu.
Principe des imprimantes 3D par stéréolithographie
Dans la méthode de modélisation optique, les données 3D sont chargées dans l’imprimante et la modélisation est effectuée en irradiant la résine liquide avec une lumière ultraviolette.
Le processus de modélisation consiste à durcir la résine en appliquant un laser à un réservoir rempli de résine liquide photopolymérisable pour créer la première couche. Ensuite, la résine est abaissée d’un niveau par rapport à la surface empilée durcie et la couche suivante est durcie de la même manière. Cette opération est répétée à l’infini pour créer le stratifié.
Si l’épaisseur de la couche est fine, il est possible d’obtenir un modelage extrêmement précis, et si elle est épaisse, il est possible d’obtenir un modelage rapide et efficace.
Types d’imprimantes 3D par stéréolithographie
Il en existe plusieurs types, voici une description des méthodes de modélisation typiques.
1. Classification des imprimantes en fonction du sens de la modélisation
Les imprimantes 3D par stéréolithographie sont classées dans les deux catégories suivantes en fonction du sens dans lequel se déroule la modélisation.
- Méthode de la surface libre
L’objet à modeler est éclairé par le haut et le modelage progresse par empilement des couches durcies. - Méthode par suspension
Le modelage progresse en suspendant l’objet et en l’éclairant par le bas.
2. Classification des imprimantes en fonction de l’émission de lumière
Les imprimantes 3D peuvent être classées en plusieurs types en fonction de la manière dont la lumière est appliquée. Les trois types suivants sont des exemples typiques :
- Méthode de balayage laser
Cette méthode utilise une lumière semblable à celle d’un pointeur laser pour tracer des lignes. - Méthode du projecteur
Cette méthode utilise un projecteur pour émettre de la lumière dans un plan ; une couche de lumière est créée avec une seule irradiation. - Méthode du panneau à cristaux liquides
Comme pour la méthode du projecteur, la lumière est émise à partir d’une surface. La méthode du panneau à cristaux liquides utilise un écran à cristaux liquides au lieu d’un projecteur pour irradier la lumière.
Autres informations sur les imprimantes 3D par stéréolithographie
1. Caractéristiques des imprimantes 3D par stéréolithographie
Les imprimantes 3D par stéréolithographie présentent les avantages et les inconvénients suivants :
- Avantages
Il est possible de modéliser avec une grande précision et la surface de l’objet modélisé est lisse. De plus, la modélisation peut être réalisée en un temps relativement court. - Inconvénients
L’équipement et la résine sont coûteux, et un traitement ultérieur est également nécessaire, d’où des coûts élevés.
Le matériau utilisé, la résine photopolymérisable, a ses propres caractéristiques et est utilisé en fonction de l’usage prévu. Par exemple, les résines époxy sont peu résistantes à la lumière du soleil et les résines acryliques sont fragiles ; elles ne conviennent donc pas aux applications où des forces importantes sont exercées ou qui nécessitent une durabilité.
2. Processus de modélisation des imprimante 3D par stéréolithographie
La modélisation avec une imprimante 3D par Stéréolithographie s’effectue dans l’ordre suivant : création et conversion des données 3D, modélisation et post-traitement.
- Création et conversion des données 3D
Les données 3D de l’objet moulé sont créées à l’aide de la CAO 3D ou d’un scanner 3D. Ces données sont converties en données STL et en données de parcours d’outils compatibles avec l’imprimante 3D à utiliser, qui sont ensuite chargées dans l’imprimante 3D. - Modélisation
La modélisation 3D est réalisée à l’aide d’une imprimante 3D par Stéréolithographie. - Post-traitement
La résine non durcie restant à la surface de l’objet moulé immédiatement après le moulage, elle est nettoyée avec de l’alcool ou un produit similaire. En fonction de la résine utilisée, un processus appelé durcissement secondaire peut être effectué pour augmenter la résistance. Après ces opérations, le matériau de support utilisé pour protéger l’objet moulé de la déformation est retiré.
3. Données manipulées lors de la modélisation d’une imprimante 3D par stéréolithographie
Pour procéder à la modélisation avec une imprimante 3D par stéréolithographie, trois types de données doivent être manipulés : les données 3D, les données STL et les données de parcours d’outil.
- Données 3D
Les données 3D peuvent être créées à l’aide de la CAO 3D, de scanners 3D, etc. La CAO 3D crée des données 3D en concevant l’objet à modéliser à l’aide d’un ordinateur. Les scanners 3D acquièrent des données 3D en scannant les objets qui nous entourent. Depuis peu, il existe également des systèmes qui permettent de scanner facilement à l’aide de smartphones et d’autres appareils. - Données STL
Les données STL sont des données qui représentent des données 3D sous la forme d’une collection de triangles, contenant des informations sous la forme des coordonnées et des vecteurs normaux des sommets du triangle. De nombreux logiciels de CAO 3D permettent de produire des données STL. Lors de la création de données STL, il est nécessaire de vérifier et de corriger le modèle pour s’assurer qu’il n’est pas cassé au point de ne pas pouvoir être modélisé de manière réaliste. - Données relatives à la trajectoire de l’outil
Les données de parcours d’outil sont des informations sur la manière dont l’imprimante 3D fonctionne pour produire le modèle 3D. Les données de parcours d’outil correspondantes varient en fonction de l’imprimante 3D utilisée. L’imprimante 3D peut être chargée avec les données de parcours d’outil pour permettre la modélisation.