L’impression 3D résine, ou photopolymérisation, est un procédé qui permet de créer des objets tridimensionnels à partir de la résine. C’est une méthode qui utilise la technologie SLA ou la stéréolithographie. Le principe consiste essentiellement à transformer de la résine liquide en une pièce solide, en étant soumis à l’action d’une source de lumière comme l’UV par exemple.
Par ailleurs, l’impression 3D résine fait partie des premières techniques brevetées dans ce domaine. Il s’agit des résultats des travaux menés par un chercheur japonais appelé Hideo Kodama. Les études ont été ensuite reprises par Charles W. Hull, qui a donné naissance au terme « stéréolithographie ». Ce premier brevet de la SLA datait de 1984, ce qui signifie que cette technique figure parmi les prémices de la fabrication additive. En outre, l’impression 3D résine est certainement la plus populaire et la plus utilisée actuellement.
Comment fonctionne l’impression 3D résine ?
L’impression 3D résine peut se décliner avec l’utilisation de plusieurs technologies, dont la plus connue est la SLA ou stéréolithographie. On peut dire qu’il s’agit de la méthode la plus ancienne de la fabrication additive. Elle est basée sur le processus de la photopolymérisation, qui consiste à transformer une couche de photopolymère en un objet solidifié. Le procédé se répète jusqu’à ce que l’objet soit formé en totalité. La SLA est également défini comme étant le durcissement de la résine par le biais de la lumière. Cette dernière agit comme un système de four, permettant d’affermir les différentes couches de résine superposées les unes sur les autres. En outre, une imprimante 3D dite SLA est généralement composée par quatre parties principales, qui sont le réservoir dans lequel on ajoute la résine liquide, la plate-forme perforée, la source de lumière qui utilise généralement un laser ultra-violet, et un système de contrôle pour piloter le processus.
L’impression 3D résine peut aussi fonctionner avec d’autres technologies comme la MSLA ou encore la DLP. MSLA signifie Masked Stereolithography et DLP Digital Light Processing. Dans tous les cas, le processus de la solidification de la résine par lumière UV réside le principe de base de ces technologies. Elles se diffèrent uniquement sur les vitesses de traitement, la performance ou encore sur les sources de lumière requises.
Avantages de l’impression 3D résine
L’impression 3D résine séduit de plus en plus les utilisateurs, notamment à cause de nombreux avantages qu’elle comporte. En effet, les diverses variantes de résines sont souvent des matériaux faciles à travailler, et qui permettent de produire des pièces avec des formes et des géométries complexes et détaillées. De ce fait, cette technologie garantit une meilleure résolution, une grande précision et davantage de finesse dans les impressions et les finitions.
D’autre part, les matériaux disponibles ont aussi connu de nombreuses évolutions et améliorations. On peut maintenant trouver une large gamme de produits avec des propriétés plus intéressantes pour répondre correctement aux besoins et aux exigences de la fabrication 3D. Il y a par exemple les plastiques thermodurcissables, les résines standard, les biocompatibles, etc. De la même manière, les applications possibles sont plus diversifiées. L’impression 3D résine touche de nombreux secteurs, tels que la mécanique industrielle, l’ingénierie, la médecine, l’automobile, l’aérospatiale, et plus encore.
Les résines étant des matériaux souples, elles offrent plus de potentiels dans la fabrication additive. Ce qui fait qu’elles sont largement sollicitées pour les conceptions des prototypes rapides, sur lesquelles les détails doivent être précis et soignés.
En ce qui concerne les coûts, le prix des imprimantes 3D SLA est plus abordable ; et ces machines ne nécessitent que peu d’entretien et de maintenance.
Types de résine pour l’impression 3D
Il existe plusieurs variantes de résines fréquemment utilisées pour l’impression 3D. La plus populaire est bien sûr les résines standards. Comme son nom laisse entendre, il s’agit du générique le plus répandu actuellement. Abordable, pratique, polyvalente, cette catégorie se distingue avec une manipulation plus simple et davantage d’options d’applications. En outre, ce sont des matériaux idéalement adaptés pour les créations des objets nécessitant des finitions détaillées et de qualité.
Des variantes de résines fonctionnelles sont également disponibles sur le marché. Plus performantes, elles peuvent avoir des propriétés plus avancées, comme la résistance à la chaleur, ou encore la flexibilité. Il en va de soi que ces matériaux appartiennent à une gamme supérieure, et sont vendus à un prix plus élevé. Néanmoins, les résines fonctionnelles ou techniques disposent d’une plus grande capacité de résistance, et donc elles sont idéales pour la fabrication des pièces mécaniques plus complexes.
Dernièrement, les résines industrielles font leur apparition dans le secteur. Ce sont des photopolymères de haut niveau, conçus spécifiquement pour des applications exigeantes. Il y a par exemple les résines calcinables, les résines dentaires, ou encore les résines coulables. Dotées d’un niveau de résistance élevée, ces nouveaux types de matériaux sont destinés pour les travaux qui requièrent des précisions pointilleuses et délicates. Les résines résistantes à la chaleur peuvent être exposées à une température allant jusqu’à 230°, tout en restant parfaitement intactes.
Applications de l’impression 3D résine
L’impression 3D résine est une technologie polyvalente, qui est adaptée pour une large gamme d’applications. C’est pourquoi, elle est maintenant présente dans de nombreux secteurs. Dans le domaine de la santé, et plus précisément dans les applications dentaires, l’impression 3D en résine est un allié incontournable pour la conception des modèles dentaires, des appareils orthodontiques, des couronnes, des guides chirurgicaux, etc.
Dans l’univers de la mode, ces matériaux permettent de créer des bijoux personnalisés et de haute qualité. En ce sens, diverses variantes de la résine sont utilisées pour fabriquer des pièces de petite taille avec des finitions lisses et impeccables.
Par ailleurs, l’impression 3D résine est recommandée pour la conception des pièces automobiles complexes. Compte tenu de leur propriété résistante au choc et à la chaleur, ces matériaux sont excellents pour le prototypage de haut niveau, comme l’amortisseur, les poignées, ou encore les joints de porte par exemple. C’est une technologie qui possède de nombreux potentiels pour innover la fabrication des modèles, qu’ils soient conceptuels ou fonctionnels.
Limitations et défis
Cela étant dit, la technologie de l’impression 3D résine connaît certaines limites qui peuvent contraindre légèrement son utilisation. Il y a notamment les risques liés à la sécurité et à la manipulation de ces matériaux. Il convient de noter que les résines exigent beaucoup de précaution, compte tenu de leur forte caractéristique. Elles peuvent éventuellement être nuisibles au contact avec les yeux ou avec la peau.
Dans certains cas, la technologie SLA est limitée, c’est-à-dire qu’elle a besoin d’un traitement supplémentaire pour finaliser le processus. Cela peut être le durcissement qui n’est pas au terme final à l’issue d’un premier passage dans l’imprimante 3D. En outre, l’utilisation de plusieurs couleurs n’est pas possible. Il faut procéder à plusieurs séries d’impression, qui peuvent être longues et onéreuses.
Conclusion
Dans tous les cas, l’impression 3D résine est une option réellement intéressante pour se lancer dans la fabrication des objets tridimensionnels de haut niveau. Grâce à la flexibilité de ces matériaux, ils sont efficaces pour réaliser des pièces avec des finitions soignées, précises, lisses et de qualité irréprochable. De surcroît, les variantes de matériaux adaptées pour l’impression 3D ont connu de nombreuses évolutions, qui ont permis d’élargir davantage leurs potentiels. Ce qui s’explique par la présence des impressions 3D en résine dans plusieurs secteurs, y compris l’industriel et l’ingénierie qui exigent des conceptions de haute précision. Certes, il y a quelques inconvénients à prendre en compte, toutefois, cette technologie reste importante, et offre des possibilités prometteuses pour l’avenir de la fabrication additive.