Stéréolithographie, SLA

La photopolymérisation fait partie des technologies de fabrication additive conçue pour le prototypage par dépôt successive de couche de matière, par opposition à la fabrication soustractive de type usinage.

La photopolymérisation fait partie des technologies de fabrication additive conçue pour le prototypage par dépôt successive de couche de matière, par opposition à la fabrication soustractive de type usinage. Le terme SLA provient lui de du terme initial stéréolithographie apparatus. Avec la photopolymérisation des objets se forment par durcissement de résine sous l’action ciblée de la lumière et de la chaleur.

Fonctionnement :
Le processus de fabrication additive est contrôlé par ordinateur à partir d’un fichier 3D de la pièce à produire. Puis l’information est transmise couche par couche à l’imprimante 3D.
L’imprimante SLA est composée d’un bac de résine sous forme liquide dont le fond est mobile. Au-dessus de ce bac se trouve un faisceau laser qui va permettre la polymérisation de la matière de manière très localisée permettant la fabrication de l’objet.
La composition du bain de résine varie en fonction des propriétés de l’objet final souhaité.
Le fond mobile de la machine SLA permet de maîtriser l’épaisseur de résine polymérisée et sert de support à l’objet.

A chaque étape ou couche d’impression le laser active la polymérisation de la résine monomère faisant durcir la résine liquide. Puis le fond se déplace vers le bas de la valeur d’une épaisseur de couche et le laser solidifie à nouveau une couche de résine. La profondeur du bac contraint donc la hauteur maximale des pièces pouvant être produites.

Le laser qui permet de polymériser la résine monomère est fixe mais des déflecteurs (miroirs) permettent d’orienté le faisceau lumineux sur toute la surface du bac de résine avec une grande précision. Le déplacement du laser se fait selon un balayage précis définit par le plan 3D de l’objet.


Les résines :
Bien sûr les résines adaptées à la photo polymérisation sont photo sensible. Selon l’usage de la pièce finale, les propriétés de la résine choisie vont varier. Si on destine l’objet à devenir un moule (joaillerie, dentaire) les résines thermodurcissables ou calcinables sont appropriées pour résister à la chaleur. Pour des prototypes fonctionnels on s’attachera à avoir une résine avec des propriétés mécaniques adaptées (dureté, élasticité, résistance). Pour connaitre la résistance de la résine par exemple les valeurs de pression sont exprimées en mégapascal (Mpa). Les résines peuvent également être chargées en matériaux secondaire comme du verre ou de la céramique. Les couleurs possibles des résines sont nombreuses


Propriété et comparaison :
Les objets produits avec la technologie SLA ont l’avantage d’être isotrope et donc de ne pas avoir de plan de rupture privilégié (de faiblesse dans une direction de l’espace). Grâce aux liaisons chimiques entre les couches imprimées les objets sont étanches à l’eau. En comparaison avec des pièces produites avec la technologie FDM (dépôt de fil plastique fondu), les pièces faites en SLA sont plus denses et plus isotropes ce qui les rend mieux adapté à des usages industriels. Toutefois la technologie FDM est moins onéreuse. D’un point de vu colorimétrique avec la photopolymerisation l’objet produit est forcément monochrome tandis qu’avec l’impression FDM il est possible de changer la couleur du fil en cours d’impression pour obtenir un objet multicolore.


Applications :
La stéréolithographie SLA permet de répondre aux contraintes technique relative à la fabrication de pièces industrielles mais par la vitesse d’impression ne permet pas d’envisager de produire plus que des prototypes ou de petites séries. Avec des résines chargées il est possible de faire des moules qui peuvent être chauffé et fritter.

Annonces Associées