Les types d’imprimantes 3D

Vous retrouverez dans cet article les principales techniques utilisées par les imprimantes 3D pour créer les objets. 3 grands types se dégagent. Il s’agit de la Stéréolithographie (SLA), le dépôt de matière en fusion (Fused Deposition Modeling – FDM) et le forgeage par application laser (Selective Laser Sintering – SLS).

Stereolithography

Le procédé de Stéréolithography a été inventé en 1986 par le fondateur de la société 3D Systems Charles Hull. A l’époque pourtant, on ne parlait pas encore d’impression ou d’imprimantes 3D.

Une des formes de la Stereolythographie la plus répandue est la Photopolymérisation (SLA) : on concentre un rayon ultraviolet dans une cuve remplie de photopolymère (un matériau synthétique dont les molécules se modifient sous l’effet de la lumière la plupart du temps ultraviolette). Le Laser ultraviolet travaille le modèle 3D souhaité couche après couche.
Quand le rayon frappe la matière, cette dernière se durcît sous son impact tout en se liant aux couches adjacentes. Au sortir de la cuve, on obtient une forme à la résolution remarquable et, cerise sur la gâteau, la matière non frappée par le laser peut être utilisée pour le prochain objet.
L’imprimante 3D grand public la plus connue utilisant ce procédé est FormLabs.

Mais on doit à la Stereolithography autre chose : c’est le fameux format .stl qui est actuellement le format numérique en passe de devenir le standard dans le monde de l’impression 3D

Principe de la Stereolythography (SLA) en vidéo

Fused Deposition Modeling (FDM)

Ce procédé a été inventé par Scott Crump à la fin des années 80 pour voir la première sortie commerciale du procédé en 1991.
Le FDM consiste à porter à la fusion de petites gouttes de matière plastique (Souvent le plastique de type ABS –celui des Lego-) qui créent la forme couche après couche. Une fois que la goutte quite l’applicateur, elle durcît de manière quasi-immédiate tout en se fondant avec les couches inférieures.
C’est le procédé de loin le moins coûteux et c’est sur lui que se reposent aujourd’hui la grande majorité des imprimantes 3D grands publics. Outre le plastique ABS, les plastiques PLA (Polylactic Acid) et d’autres polymères biodégradables peuvent être travaillés depuis ce procédé.
La plupart des imprimantes 3D « abordables » parmi les plus connues utilisent ce procédé notamment celles à l’initiative de RepRap, Solidoodle, LeapFrog, MakerBot ou l’imprimanteCubeX.

Une variante existe sous le nom de Plastic Jet Printing (PJP) : il concerne l’ensemble des imprimantes résolument grand public comme la Cube.

Principe de l’impression FDM en vidéo

Selective Laser Sintering (SLS)

On attribue l’invention de ce procédé à Carl Deckard et Joe Beamanand, chercheurs à l’Université d’Austin, au milieu des années 80.

Cette technologie est proche de la Stéréolithographie mais sans la cuve remplie de polymère. Des matières dures (sous forme de poudre) comme le polystyrène, le verre, le nylon, certains métaux (dont le titane, l’acier ou l’argent) ou de la céramique sont frappées par un laser. Là où le laser frappe, la poudre s’assemble pour créer la forme. Toute la poudre non frappée peut être réutilisée pour les prochains objets à imprimer.
L’imprimante la plus connue utilisant ce procédé est la SinterStation Pro SLS 3D printer (Imprimante 3D professionnelle)

Principe d’une Imprimante SLS en vidéo :

D’autres méthodes d’impression existent mais ce sont surtout des déclinaisons ou des variantes des 3 grandes techniques vues ci-dessous.

--
Cet article a été rédigé par +Francois