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L’impression 3D par jet de matière, on vous explique tout !

Publié le 16 juillet 2019 par Susana SANCHEZ RESTREPO
impression 3D par jet de matière

L’impression 3D continue sur son rythme effréné mais les procédés derrière cette technologie restent toujours aussi flous pour certains. Après nos articles sur le Frittage sélectif par laser et le Dépôt de matière fondue, on vous présente aujourd’hui l’impression 3D par jet de matière, ou Material Jetting en anglais, un procédé permettant d’obtenir des objets combinant plusieurs matières et couleurs. Comment cela fonctionne ?

L’impression 3D par jet de matière ou Material Jetting, brevetée par la société Objet Ltd. en 1999 (qui a fusionné avec Stratasys en 2012), combine la technologie Inkjet et l’utilisation de photopolymères. La technologie à jet d’encre est utilisée par les imprimantes 2D classiques sur papier tandis que les photopolymères sont des matériaux qui durcissent au contact des rayons ultraviolets. Cette technologie possède de nombreux avantages : une excellente résolution (jusqu’à 0,016 mm), des surfaces lisses (pas d’effet d’escalier contrairement aux objets imprimés par FDM par exemple) ainsi qu’un large choix de matières et de couleurs pour un coût et un temps d’impression relativement faibles.

impression 3D par jet de matière

Comment fonctionne l’impression 3D par jet de matière ?

Comme toute technique d’impression 3D, le processus commence par la création de l’objet souhaité à l’aide d’un logiciel de CAO  ; il est ensuite tranché en plusieurs images numériques, chacune correspondant à une couche de l’objet, via un logiciel de tranchage, aussi appelé slicer. Le fichier STL est alors envoyé à l’imprimante 3D.

La résine liquide est chauffée à 30-60 ° C, obtenant ainsi la viscosité adaptée pour l’impression. La tête d’impression, très similaire à celle d’une imprimante à jet d’encre, projette ensuite des centaines de micro-gouttelettes de résine photopolymère sensible à la lumière ultraviolette. Celle-ci est intégrée à la tête d’impression et vient durcir le matériau pour former la première couche. Tout comme le procédé de stéréolithographie, cette technologie repose sur le principe de la photopolymérisation. L’impression multimatériaux et polychrome est possible car le support de tête d’impression comporte de nombreuses buses capables de « projeter » simultanément divers matériaux ainsi qu’un matériau de support soluble par exemple.

impression 3D par jet de matière

Le fonctionnement de l’impression 3D par jet de matières // Copyright 3D Hubs

Les avantages et inconvénients de la technologie Material Jetting

Le principal avantage de la technologie Material Jetting réside dans sa capacité à imprimer des pièces multimatériaux et en couleur. Grâce à ses multiples têtes d’impression, chaque matériau peut être stocké dans une tête distincte, ce qui permet donc de traiter différentes matières et couleurs. Le matériau composite obtenu est appelé Digital Material et convient à la création de prototypes détaillés qui se rapprochent du modèle final (résistance à la température, bio-compatibilité, rigide ou souple, etc.)

Parmi les inconvénients, on peut citer notamment un volume d’impression limité – on ne peut effectivement pas (encore) fabriquer de pièces grand format. De plus, comme pour la plupart des autres technologies, le processus nécessite des supports d’impression et une étape de post-traitement. Pendant cette étape, les supports ainsi que les résidus de résine doivent être enlevés grâce à une solution particulière, puis la pièce doit être complètement durcie dans une chambre UV. Comme tous les composants conçus à partir de photopolymères, ils sont sensibles à la lumière, ce qui peut modifier leurs propriétés au fil du temps.

Les secteurs d’application de l’impression 3D par jet de matière

On vous l’expliquait ci-dessus, le domaine d’application principal de l’impression 3D par jet de matière est la production de prototypes détaillés et fonctionnels. Elle permet de voir, toucher et sentir des modèles visuels très proches des futurs produits. Cette méthode intéresse particulièrement le secteur médical car elle permet de créer des modèles anatomiques à l’échelle, dans différentes couleurs, fidèles au corps humain. De cette façon, le médecin peut expliquer concrètement une maladie à un patient tandis que les chirurgiens peuvent mieux préparer leurs opérations à l’avance. Le jet de matière est également utilisé dans des domaines artistiques ou en joaillerie, notamment dans le processus de fonte à cire perdue.

Les principaux acteurs du marché

Comme indiqué précédemment, Stratasys est le pionnier de cette technologie et commercialise diverses machines utilisant la technologie par jet de matière – appelée ici PolyJet. Les plus connues sont sans doute la J750 et la J350. Elles sont toutes les deux compatibles avec les couleurs Pantone et peuvent imprimer des prototypes dans plus de 500 000 couleurs, textures, dégradés, transparences et dureté de matériaux. 3D Systems propose également une gamme d’imprimantes 3D par jet de matière, une technologie baptisée MultiJet, telles que le ProJet MJP 5600. La variété de couleurs n’est pas aussi grande que celle de Stratasys, mais la méthode peut également être utilisée pour fabriquer différents prototypes, avec des matériaux élastiques ou durs.

Une autre société qui utilise le principe de base de la technologie de projection de matière est la société israélienne XJet. Ils ont cependant développé une méthode de projection de nanoparticules c’est-à-dire qu’ils n’impriment pas avec des gouttelettes de plastique, mais avec des gouttelettes liquides chargées en nanoparticules de céramique ou de métal.

impression 3D par jet de matière

Le procédé développé par XJet (crédits photo : XJet)

Et vous, utilisez-vous l’impression 3D par jet de matière ? Que pensez-vous de cette technologie ? Partagez votre opinion en commentaire de l’article ou avec les membres du forum 3Dnatives.

*Photo de couverture : Modèle médical imprimé avec la Stratasys J750 (crédits : SYS Systems)

Les 23 commentaires

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  1. […] comme le Frittage Sélectif par Laser, le Dépôt de Matière Fondue et l’impression 3D par PolyJet, un post-traitement au four est nécessaire pour finir la polymérisation et accroître au maximum […]

  2. […] l’ABS est employé principalement dans la technique de dépôt de matière fondue (FDM) et, en conséquence, il est présent dans toutes les imprimantes maisons comme les Replicator 2 de Makerbot et les Ultimaker. En outre, un dérivé de l’ABS, sous forme liquide, est utilisé dans les procédés SLA et PolyJet. […]

  3. […] technologie n’est pas sans rappeler les procédés d’impression 3D PolyJet développé par Stratasys et MultiJet de chez 3D Systems. Des têtes d’impression, […]

  4. […] technologie utilisée, la marque présentera une imprimante 3D à jets de matière comparable aux procédés MultiJet de chez 3D Systems ou PolyJet chez Stratasys. Proche d’une imprimante à jet d’encre classique, la 3D JET utilisera une résine […]

  5. […] technologie XJet s’apparente à une évolution des technologies PolyJet (Stratasys) ou MultiJet (3D Systems) sur les matériaux métalliques avec à la clef une vitesse de fabrication […]

  6. […] fonctionne par jet de matière, une technologie par laquelle la tête d’impression envoie des micro-gouttelettes de matière sur […]

  7. […] Principalement utilisés pour le moulage en fonderie tant pour des pièces mécaniques, des pièces d’art, dans l’odontologie que pour la fabrication des bijoux. Plusieurs types de cire sont disponibles sur le marché : La société 3D Systems propose le VisiJet Prowax, le Visijet Hi-Cast et le VisiJet Dentcast Dental Wax-up pour les imprimantes 3D ProJet 3500 et Projet 5000 qui fonctionnent sur la technologie MultiJet.  Par sa part, Solidscape,  de chez Stratasys, commercialise le 3Z Model, le 3Z Lab Cast, le plusCast et l’Indura Cast, pour la gamme d’imprimantes 3Z (Max, Lab, Studio, Pro) qui utilisent une technique similaire à celle de MultiJet. Enfin, on trouve aussi des solutions en machines et en matériaux chez EnvisionTec et chez Objet (technologie Polyjet). […]

  8. […] L’ABS est employé principalement dans la technique de dépôt de matière fondue (FDM) et, en conséquence, il est disponible avec la plupart des imprimantes maisons comme les Replicator 2 de Makerbot et les Ultimaker. En outre, un dérivé de l’ABS, sous forme liquide, est utilisé dans les procédés SLA et PolyJet. […]

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