Guide de post-traitement et de finition d’impressions 3D résine SLA

L'étape fondamentale de tout processus de post-traitement SLA consiste à éliminer tout excès de résine sur la surface des pièces par un lavage à l'alcool ou à l'éther. Cette étape de lavage peut être réalisée manuellement en trempant les pièces dans la solution, ou à l'aide d'une machine automatisée qui agite le liquide pendant une durée prédéfinie. La procédure de lavage la plus simple et la plus efficace est décrite ci-dessous. Cette étape permet de préparer les pièces à des processus secondaires tels que la peinture, la teinture, le lissage ou le polissage. 

Conseils pour le lavage des pièces en résine imprimées en 3D :

• Formlabs recommande de laver les pièces imprimées par SLA avec Formlabs Resin Washing Solution, de l’alcool isopropylique ou de l’éther monométhylique de tripropylène-glycol (TPM). L'IPA est la solution la plus connue et la plus utilisée pour le lavage des pièces en résine, tandis que Formlabs Washing Solution est une alternative ininflammable et suffisamment sûre pour tout espace de travail. Elle peut dissoudre deux fois plus de résine avant d'être saturée, ce qui permet de réduire les coûts de lavage.
• La Form Wash et la Form Wash L agitent automatiquement le liquide pour nettoyer efficacement les pièces, même celles qui présentent des canaux, des caractéristiques négatives ou une texture de surface. Si vous utilisez une solution manuelle, agitez vous-même le liquide pour obtenir le même résultat. Lors de la création de modèles présentant des canaux étroits, comme en microfluidique, il se peut qu’une seringue soit nécessaire pour nettoyer la résine interne et l’empêcher de se polymériser et de boucher les canaux.
• Certaines pièces pourront nécessiter deux lavages dans de l’alcool isopropylique ou de l’éther monométhylique de tripropylène-glycol pour être complètement nettoyées. De nombreuses installations imprimant de grandes quantités de pièces disposent d'un lavage « propre » et d'un lavage « sale », afin de rendre cette étape encore plus efficace. Toutes les pièces sont d'abord rincées dans le bain « sale » (qui peut être une solution de trempage manuelle), avant de passer par un nettoyage plus rigoureux dans de l'alcool isopropylique plus pur (ce bain « propre » est souvent la Form Wash ou la Form Wash L). 
• Formlabs recommande la Form Wash pour les imprimantes de bureau Formlabs, et la Form Wash L pour les imprimantes SLA grand format afin d'automatiser le lavage et le rinçage de vos pièces imprimées.
• Certains matériaux peuvent être lavés ensemble, tandis que d'autres doivent être lavés séparément afin d'éviter que les particules dissoutes dans l'alcool isopropylique n'affectent la couleur, la finition ou les performances des autres matériaux. Le tableau ci-dessous indique quelles résines doivent être regroupées pour obtenir les meilleurs résultats et respecter les recommandations en matière de biocompatibilité.

^{*Silicone 40A Resin doit être lavée dans un mélange contenant 80 % d’alcool isopropylique et 20 % d’acétate de n-butyle. Si vous utilisez la Form Wash, ajoutez une bouteille de 2 litres d’acétate de n-butyle dans la cuve de lavage, puis remplissez-la d’alcool isopropylique jusqu’à la ligne de niveau maximum. ** Alumina 4N Resin nécessite un lavage séparé. Les pièces en Alumina 4N Resin ne doivent pas entrer en contact avec de l’eau ou de l’alcool isopropylique, sous peine de se fissurer. Alumina 4N Resin doit uniquement être lavée dans Ceramic Wash Solution.}

Quand l’impression d’une pièce imprimée par SLA est terminée, il se peut que la réaction de polymérisation ne soit pas encore finie. Cela signifie que les pièces n’ont pas acquis leurs propriétés matérielles finales et qu’elles ne donneront peut-être pas les résultats escomptés, en particulier dans le cas des pièces robustes soumises à des contraintes. L’exposition de la pièce à la lumière et à la chaleur, que l’on appelle la post-polymérisation, contribuera à solidifier la pièce en accord avec ses propriétés matérielles.

Conseils pour post-polymériser les pièces en résine imprimées en 3D :

• La post-polymérisation est facultative pour les résines standard. D’autres types de résine telles que Rigid 10K Resin nécessitent une post-polymérisation pour acquérir leurs propriétés mécaniques optimales.
• Concernant les matériaux biocompatibles, la post-polymérisation est nécessaire pour répondre aux normes de sécurité déterminées par les organismes de réglementation. 
• Chaque matériau doit être exposé au processus de polymérisation pendant une période déterminée. Vous trouverez sur notre site internet tous les paramètres de post-polymérisation recommandés pour la Form Cure (2ème génération), la Form Cure (1ère génération), ou la Form Cure L.

La Form Cure et la Form Cure L, les deux solutions de post-polymérisation de Formlabs pour les imprimantes 3D de bureau et grand format, sont conçues pour post-polymériser les pièces imprimées avec des résines Formlabs de manière rapide et constante. Grâce à la Form Cure et à la Form Cure L, les pièces imprimées peuvent être post-polymérisées précisément à la longueur d’onde correcte, à différentes températures et pendant des durées diverses.

Le ponçage de pièces imprimées en 3D par SLA est souvent la meilleure méthode pour lisser les bords, effacer les imperfections et supprimer toutes les traces de support restantes. Le ponçage manuel est le plus efficace sur les formes simples, mais il peut s’avérer difficile, voire impossible, de poncer des objets complexes possédant des fentes profondes et des supports internes. Le sablage ou le polissage peuvent être des solutions plus efficaces dans ces cas. 

Le meilleur moyen de poncer des pièces imprimées par SLA est de commencer avec un papier de verre de grain épais et de passer graduellement à des grains plus fins au fur et à mesure de l’opération. Les pièces imprimées en 3D par SLA peuvent par exemple être poncées pour être lisses et brillantes avec un papier de verre de grain 3000. Augmentez lentement le grain, en polissant et en lissant la pièce jusqu’à obtenir la texture désirée. Les pièces devraient commencer à être réfléchissantes autour du grain 12 000. Si vous rencontrez des problèmes, poncer votre pièce sous l’eau courante ou sur un bout de papier de verre humide peut parfois aider à obtenir une surface lisse sur les pièces dures.

Les pièces imprimées par SLA sortent de la plateforme de fabrication avec beaucoup moins de lignes de couche que les pièces imprimées avec d’autres procédés d’impression 3D, comme le dépôt de fil fondu (FDM). Souvent, les lignes de couche des imprimantes 3D résine ne sont pas visibles. Cela signifie que les impressions FDM nécessitent souvent davantage de ponçage pour lisser les pièces. Cela dit, si vous avez besoin d’une finition lisse comme du verre, le SLA nécessite aussi un ponçage afin d’effacer toute trace de couches, en particulier sur les pièces sphériques. Augmenter lentement le grain du papier de verre vous permettra d’éliminer ou de réduire les lignes de couche à un niveau insignifiant sur n’importe quelle pièce imprimée par SLA.

La raison la plus courante pour poncer les pièces imprimées en 3D est d’essayer d’effacer les traces de support. Lorsque vous serez plus à l’aise avec l’impression 3D, prenez le temps d'incliner les impressions 3D lors du processus de préparation de l’impression de manière à supprimer ou à réduire les supports dans les zones importantes. Par exemple, si vous imprimez un buste ou un modèle, il est souvent possible d’incliner la pièce de manière à ce que le visage du modèle n’ait pas besoin de supports. Cela facilitera grandement le processus de ponçage. 

Une fois que le processus de ponçage vous convient, un simple chiffon en microfibre peut être utilisé pour effacer toutes les petites imperfections et la poudre de papier de verre laissée sur la surface de l’impression. 

Si vous effectuez beaucoup de ponçage sur une seule pièce, nous avons découvert que masser la pièce dans de l’huile minérale après le lavage permettait d’obtenir une finition de surface super lisse. Comme la plupart des techniques, l’huile minérale peut ou non être sensiblement bénéfique pour votre impression en fonction de la géométrie de la pièce. Vous devrez peut-être poncer plusieurs pièces avant de trouver la technique de finition parfaite. 

Si vous désirez des pièces SLA précises et de haute qualité, les Finishing Tools de Formlabs sont un kit d'outils conçus pour optimiser le flux de travail de post-traitement SLA : ils aident les utilisateurs à obtenir une meilleure finition de surface, des plans et des bords parfaitement lisses et des pièces à l'aspect impeccable, tout en réduisant le temps de travail et le coût par pièce.

Les processus de lissage, de revêtement et de coloration peuvent apporter des avantages mécaniques et des améliorations esthétiques aux pièces imprimées en 3D par SLA. Chacun de ces procédés présente ses propres avantages et inconvénients, et peut impacter les propriétés des matériaux de plusieurs façons. Pour décider s'il vaut mieux fabriquer ses pièces en interne ou en externe, il faut d'abord tenir compte du coût d'investissement et des compétences requises.

Le tableau ci-dessous montre la barrière à l'entrée et les résultats potentiels de différentes techniques avancées de post-traitement sur des pièces imprimées en 3D par SLA.

Ces techniques peuvent être utilisées l'une à la suite de l'autre pour obtenir plus d'avantages. Dans cet article, nous examinerons chaque option séparément. Si vous êtes intéressé par la combinaison de techniques de post-traitement pour obtenir un résultat spécifique, contactez notre équipe pour parler avec un spécialiste qui pourra vous conseiller sur votre cas d'utilisation.

Dans le cas de certaines résines, le sablage peut donner une meilleure finition de surface et même améliorer les propriétés mécaniques. Lors des essais réalisés sur des pièces en Rigid 10K Resin avant et après le sablage, l'allongement à la rupture du matériau s'est amélioré de 70 %, la résistance à la rupture par traction de 35 % et la résistance aux chocs de 180 %.

Les solutions de sablage manuel sont disponibles depuis des années et conviennent aux applications nécéssitant de faibles quantités de pièces ou s'il faut sabler une ou deux fois par semaines des pièces de grande taille. Les sableuses manuelles sont abordables et ne nécessitent pas d'infrastructure complexe. 

Pour les volumes plus importants, la Fuse Blast de Formlabs est la première solution automatisée et abordable de sablage sur le marché. Elle est conçue pour compléter l'écosystème d'impression 3D par frittage sélectif par laser (SLS) de la série Fuse, mais elle peut également être utilisée comme sableuse pour les pièces SLA.