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L’impression 3D par Stéréolithographie, on vous explique tout !

La Stéréolithographie est considérée comme le procédé à l’origine de l’impression 3D, avec le premier équipement breveté en 1984 par Charles Hull et la première machine commerciale développée par 3D Systems en 1988. Que trouve-t-on derrière cette technique?

Le procédé de Stéréolithographie, plus connu sous le nom de SLA (stereolithograph apparatus), utilise le principe de photo-polymérisation pour fabriquer des modèles en résine acrylate ou époxy et en ABS, de toute taille et de géométrie complexe avec une grande précision. La Stéréolithographie permet d’obtenir une surface d’impression parmi les plus qualitatives des technologies d’impression existantes.

Avant l’impression, un fichier numérique 3D est obtenu via un logiciel de CAO (SolidWorks, Sculpt ou Maya par exemple). Ce fichier, souvent au format STL, est transmis à la machine, où un second logiciel (appelé slicer) réalise une découpe du modèle en fines couches d’impression d’une épaisseur fixe.

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Procédé SLA // Copyright CustomPartNet 2008

Dans l’image ci-dessus, vous pouvez observer les différents composants d’une machine de Stéréolithographie: un bac de résine, une plate-forme mobile (axe z), un système de raclage (axe x), un laser à rayons UV, une optique de focalisation et un miroir galvanométrique (axes x et y).

La stéréolithographie, un procédé reposant sur la photo-polymérisation

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Pièce obtenue par SLA // Copyright Econolyst

Dans ce procédé, la pièce est imprimée sur une plate-forme horizontale, plongée dans un liquide plastique monomère. Initialement, la photo-polymérisation du monomère est provoqué par un rayon de lumière ultra-violette contrôlé à l’aide de déflecteurs (axe x et y), correspondants à deux miroirs très précis montés sur des galvanomètres.

Le faisceau laser balaie la surface de la résine liquide selon le modèle 3D numérique fourni à l’imprimante. Une fois la première couche de matériau solidifiée, la plate-forme descend d’un niveau, correspondant à l’épaisseur d’une couche d’impression, et une nouvelle section est alors solidifiée. Il y a autant de cycles d’impression  que de couches nécessaires à l’obtention du volume complet de la pièce.

À la différence d’autres techniques comme le Frittage Sélectif par Laser (SLS), le Dépôt de Matière Fondue (FDM) et l’impression 3D PolyJet, un post-traitement au four est nécessaire pour finaliser le processus de photo-polymérisation et accroître au maximum la résistance du matériau. Elle nécessite également l’utilisation de supports lors de l’impression de formes complexes. Une dernière étape de nettoyage de la pièce, à l’aide d’un solvant, est également nécessaire.

Une vidéo pour mieux visualiser le procédé (en anglais):

Cette technologie est plus souvent utilisée pour le prototypage, dans tous les domaines de l’industrie grâce à sa rapidité, mais, selon la qualité de l’imprimante, il est aussi possible d’obtenir des pièces immédiatement fonctionnelles. Le SLA est également utilisé pour la réalisation de moules d’injection ou de fonderie.

Dans la vidéo suivante, vous pourrez juger du degré de précision et des tailles obtenues par Stéréolithographie:

Comme principaux fabricants d’imprimantes 3D SLA , vous trouverez 3D Systems, Formlabs ou DWSLab.

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