Des imprimantes 3D puissantes et abordables pour les professionnels

Formlabs s'est établi comme référence mondiale en fabrication additive professionnelle, en proposant des imprimantes 3D de bureau ou pour l'atelier. Accédez à des processus de prototypage et de production en interne haute résolution, avec une machine professionnelle simple d'installation et à une fraction du prix des machines industrielles.

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Qu'est-ce que l'impression 3D ?

L’impression 3D est un procédé additif, par lequel des pièces tridimensionnelles sont fabriquées couche par couche à partir de modèles CAO.

Les procédés d'impression 3D sont apparus dans les années 1980, mais les progrès récents obtenus sur les appareils, les matériaux et les logiciels ont permis bien plus d’applications. Un nombre croissant d’entreprises s’est équipé de ces outils, réservés auparavant aux industries high-tech.

Aujourd'hui, les imprimantes 3D de bureau ou pour l'atelier à faible coût accélèrent l’innovation et sont utilisées dans de nombreux domaines comme l’ingénierie, la production industrielle, l’odontologie, la santé, l’éducation, les loisirs, la joaillerie et l’audiologie.

Comment fonctionne l’impression 3D ?

Tous les procédés d’impression 3D démarrent à partir d’un modèle CAO envoyé à un logiciel pour préparer la conception. La pièce est fabriquée couche par couche par solidification de résine, fonte d'un filament ou par frittage d’une poudre. La pièce est ensuite sortie de l’imprimante pour être traitée selon les besoins de l’application.

1. Conception
Les imprimantes 3D fabriquent les pièces à partir de modèles tridimensionnels, qui sont des représentations mathématiques de surfaces également tridimensionnelles, générées par CAO ou à partir de données de scan. Le modèle est alors exporté sous forme de fichier STL ou OBJ, compatible avec le logiciel de préparation d’impression.
2. Préparation
Les imprimantes 3D disposent d'un logiciel permettant de spécifier les paramètres d’impression et de découper le modèle numérique en couches ou tranches horizontales de la pièce à imprimer. Ces paramètres réglables sont, entre autres, l’orientation, l’épaisseur de couche, le matériau et les éventuelles structures de support. Une fois l’imprimante configurée, le logiciel envoie les instructions à l’imprimante par câble ou Wi-Fi.
3. Impression 3D
Certaines imprimantes polymérisent de la résine liquide avec un laser, d’autres fusionnent par frittage à haute température des petites particules de poudre de polymères. La plupart des appareils peuvent fonctionner sans surveillance jusqu’à la fin de l’impression et les systèmes récents s’alimentent automatiquement en matériau à partir de cartouches.
4. Post-Traitement
Selon le procédé et le matériau utilisés, les pièces imprimées doivent être rincées dans de l’alcool isopropylique (IPA) afin d’enlever toute résine non polymérisée de leur surface, puis exposées à des UV pour stabiliser leurs propriétés mécaniques. Il faut ensuite enlever manuellement les supports, ou encore enlever la poudre en excès à l’aide d’air comprimé ou d’un jet d’air. Certains de ces traitements peuvent être automatisés à l’aide d’accessoires.
5. Utilisation
Certaines pièces imprimées peuvent être utilisées directement. D’autres requièrent un traitement après impression en fonction de leur usage : usinage, application d’un apprêt, peinture, fixation ou assemblage. Souvent, l’impression 3D constitue une étape intermédiaire d’un procédé de fabrication conventionnel. La pièce est alors utilisée comme empreinte positive pour le procédé de fonte à la cire perdue en joaillerie et en odontologie, ou comme moule pour des pièces sur mesure.

Les avantages de l’impression 3D

Rapidité

Avec les procédés de fabrication traditionnels, il faut parfois attendre des semaines ou des mois avant de recevoir une pièce. Les imprimantes 3D réalisent une pièce à partir d’un modèle CAO en quelques heures. Elles produisent des pièces et des assemblages à partir d’un modèle unique, mais aussi des prototypes fonctionnels et même des petits lots pour effectuer des essais. Cela permet aux concepteurs et aux ingénieurs de développer plus rapidement de nouveaux concepts et aux entreprises de mettre leur produit sur le marché au plus tôt.

Coût

L’impression 3D élimine les outillages coûteux et la mise en œuvre que requiert le moulage par injection ou l’usinage. Le même appareil sert du prototypage à la production, et pour des pièces de formes différentes. La production par impression 3D de pièces fonctionnelles et directement utilisables ne cessant d’évoluer, elle peut maintenant compléter ou remplacer les méthodes de fabrication traditionnelles pour de plus en plus d’applications et des volumes de production faibles à moyens.

Liberté de conception

L’impression 3D permet de réaliser des formes et des pièces complexes, avec surplombs, micro-canaux et formes organiques, qui seraient coûteuses ou même impossibles à fabriquer par des méthodes traditionnelles. Il est alors possible de réduire le nombre de pièces distinctes des assemblages, de soulager des joints faibles et de réduire la durée d’assemblage, ce qui offre de nouvelles possibilités en conception et en ingénierie.

Limitation des risques

Le développement d’un produit est un processus itératif qui requiert de multiples cycles d’essais, d’évaluation et de réglages. Repérer et réparer des erreurs de conception au plus tôt évite aux entreprises des révisions et des changements d’outils coûteux en cours de route. Avec l’impression 3D, les ingénieurs peuvent tester complètement les prototypes qui ont l’apparence du produit final et fonctionnent comme lui. Les risques liés aux problèmes posés par l’usage et la fabricabilité sont réduits avant le passage en production.

Production sur mesure

Nous sommes entourés de produits fabriqués en tailles uniformes et limitées, des chaussures aux bicyclettes en passant par les vêtements, parce que les entreprises cherchent à les standardiser pour économiser sur leur fabrication. Grâce à l’impression 3D, il suffit de modifier la conception numérique du produit pour l’ajuster à la taille au client, sans coûts d’outillage supplémentaires. Cette transformation a commencé à s’implanter dans les entreprises pour lesquelles le sur-mesure est essentiel, comme en médecine et en odontologie. Les coûts de l’impression 3D décroissant, elle est de plus en plus utilisée pour la personnalisation de masse.

Applications et usage de l’impression 3D

Technologies d'impression 3D

Formlabs propose deux procédés d’impression 3D de niveau professionnel, la stéréolithographie et le frittage laser sélectif. Des imprimantes professionnelles à un coût abordable donnent la possibilité aux fabricants et créateurs du monde entier d’exprimer leur créativité.

Stéréolithographie (SLA)

Comment fonctionne la stéréolithographie ?

L’impression 3D par stéréolithographie (SLA) emploie un laser pour réaliser des pièces solides isotropes par polymérisation d’une résine photopolymère.

Dans le procédé classique de SLA inversée, une plateforme de fabrication plonge dans un bac à résine, en laissant seulement une fine couche de résine entre la plateforme et le fond du bac. Des galvanomètres orientent le laser à travers une fenêtre transparente au fond du bac, balayant une section transversale du modèle 3D et durcissant la résine de façon sélective. L’impression se fait par couches successives, chacune de moins de 100 microns d’épaisseur. Des structures de support soutiennent d’éventuelles parties surplombantes sur la plateforme. Lorsqu’une couche est complètement réalisée, la pièce est décollée du fond du bac, ce qui permet à la résine fraîche de s’écouler en dessous, et la plateforme plonge à nouveau. Cette opération se répète jusqu’à la fin de l’impression.

La stéréolithographie est adaptée pour :
  • Le prototypage rapide
  • Le prototypage fonctionnel
  • La modélisation de concept
  • La production rapide
  • Les applications odontologiques
  • Le prototypage et fonte à la cire perdue en joaillerie
En savoir plus sur le SLA

Frittage Laser Sélectif (SLS)

Comment fonctionne le frittage laser ?

Les imprimantes 3D SLS utilisent un laser haute puissance pour faire fusionner de petites particules de poudre polymère en une structure solide.

La poudre est distribuée en fine couche sur une plateforme à l’intérieur de la chambre de fabrication. L’imprimante préchauffe la poudre à une température légèrement inférieure au point de fusion du matériau brut. Le laser balaye une section transversale du modèle 3D, faisant fusionner mécaniquement les particules pour créer une pièce solide. La poudre non fusionnée sert de support à la pièce pendant l’impression et évite le besoin de supports spécifiques. La plateforme s’abaisse d'une seule couche dans la chambre de fabrication, typiquement entre 50 et 200 microns, et un enducteur applique une nouvelle couche de poudre par-dessus. Le laser balaye alors la section transversale suivante de la pièce. Ce processus se répète pour chaque couche jusqu’à ce que l’impression soit terminée.

Le frittage laser sélectif est adapté pour :
  • Le prototypage fonctionnel
  • Les pièces directement utilisables
  • La fabrication rapide de produits, en nombre restreint ou sur mesure.
En savoir plus sur le SLS

Matériaux pour l’impression 3D

Le marché de l’impression 3D est large et en constante expansion. Il existe des appareils pour tous les matériaux, des plastique aux métaux, et ceux pour la nourriture ou les tissus vivants sont en cours de développement. Formlabs propose actuellement la gamme de matériaux suivante, pour les imprimantes de bureau.

Résines standard

Les résines standard permettent d’imprimer des pièces avec une résolution élevée, un haut niveau de détail et une surface finie lisse, ce qui la rend idéale pour le prototypage rapide, le développement de produits et autres applications de modélisation 3D.

Les résines standard Black, White et Grey permettent de réaliser des pièces opaques avec un fini mat. La résine Clear sert aux pièces devant être translucides. Grâce au Color Kit, il est possible d’obtenir pratiquement toutes les nuances de couleurs.

Explorez nos résines standard

Résines techniques

Les résines techniques pour l’ingénierie, la production et la conception de produits sont formulées pour présenter une grande fonctionnalité, supporter des essais poussés, fonctionner sous contrainte et rester stables au cours du temps.

Elles sont parfaites pour imprimer en 3D des modèles conceptuels solides et précis, et améliorer des prototypes par itération rapide de la conception, tester des formes et des ajustements et optimiser les processus de fabrication.

Explorez nos résines techniques

Résines dentaires

Les résines dentaires permettent aux prothésistes et dentistes de fabriquer rapidement, en interne et rentablement, toute une gamme de produits dentaires, tels que des modèles dentaires, guides chirurgicaux et des gouttières biocompatibles, mais aussi des appareils dentaires, des attaches orthodontiques et des aligneurs thermoformés.

Explorez les résines dentaires

Résines pour la joaillerie

Les résines pour la joaillerie sont formulées pour restituer des détails incroyablement fins et fabriquer des bijoux de façon rentable. Elles sont idéales pour le prototypage et la réalisation de moules pour les procédés de fonte à la cire perdue ou encore de vulcanisation à température ambiante (RTV) et avec des masters en caoutchouc vulcanisé.

Explorez les matériels pour la joaillerie

Résine céramique

Ceramic Resin est un matériau expérimental qui repousse encore plus loin les limites de l’impression 3D. Il permet d’imprimer des pièces qui ont un fini similaire à de la potterie et qui peuvent être rendues entièrement céramiques après cuisson. Vous pourrez fabriquer des pièces pour la recherche en ingénierie, la conception de produits ou la création d’objets d’art.

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Le coût et le retour sur investissement de l’impression 3D

Ces dernières années, les imprimantes 3D haute résolution industrielles sont devenues plus abordables, plus intuitives et plus fiables. Le procédé est ainsi devenu accessible à bien plus d’entreprises. Consultez notre guide détaillé sur les coûts de l’impression 3D et essayez l’outil interactif pour savoir si ce procédé est adapté pour votre activité.

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