L'impression 3D abordable 100 % en silicone avec Silicone 40A Resin
Formlabs est fier de présenter Silicone 40A Resin, le premier matériau d'impression 3D accessible en silicone véritable basé sur notre technologie Pure Silicone Technology™ en instance de brevet, qui combine les propriétés matérielles exceptionnelles du silicone moulé avec les avantages de l'impression 3D.
S'il est possible d'imprimer en 3D avec de nombreux types d'élastomères, les options pour imprimer en 3D du silicone véritable sont limitées par leurs coûts élevés et leur complexité technique. Formlabs a mis au point la technologie en instance de brevet Pure Silicone Technology™ qui s'appuie sur l'écosystème stéréolithographique (SLA) de Formlabs pour produire en interne des pièces 100 % en silicone, et ce en quelques heures à peine.
Les pièces en Silicone 40A Resin présentent un duromètre Shore de 40A, un allongement à la rupture de 230 % et une résistance au déchirement de 12 kN/m. Elles sont parfaites pour les applications nécessitant souplesse et durabilité, même en cas d'étirements, de flexions ou de compressions répétées. Les pièces fabriquées avec Silicone 40A Resin ont une résilience de 34 %, une excellente résistance chimique et thermique (-25 °C jusqu'à 125 °C), et peuvent intégrer des caractéristiques fines aussi petites que 0,3 mm et des formes complexes qui seraient difficiles à réaliser avec des méthodes de fabrication traditionnelles.
Les pièces en Silicone 40A Resin sont idéales pour les applications suivantes :
- Prototypage rapide, tests bêta et phases de validation du cycle de développement de produits pour les biens de consommation élastiques, les composants automobiles et les équipements industriels tels que les connecteurs, les passe-câbles, les actionneurs, les claviers et les bracelets de montre.
- Fabrication rentable de petites séries ou de pièces finales sur mesure destinées à être utilisées à l'intérieur, comme par exemple les joints d'étanchéité.
- Aides et outils de fabrication sur mesure de haute qualité et de longue durée, tels que des moules flexibles, des gabarits, des fixations et des outils de masquage.
- Composants de dispositifs médicaux, prothèses adaptées au patient et appareils d'audiologie.
- Pièces à géométrie complexe difficiles à fabriquer avec les méthodes traditionnelles.
Pourquoi l'impression 3D de silicone ?
Présentation de Silicone 40A Resin
Au cours de ce webinaire, nos experts en impression 3D vous expliqueront les principaux avantages et applications de Silicone 40A Resin, et vous présenteront les flux de travail ainsi que les propriétés de ce matériau.
Fabrication rapide et facile de pièces en silicone véritable
En raison de leur souplesse, de leur durabilité et de leur résistance à la compression, aux produits chimiques et à la température, les pièces en silicone sont utilisées pour un large éventail d'applications et de secteurs, depuis les joints dans la construction automobile jusqu'aux actionneurs et aux soufflets dans la robotique, en passant par les produits de consommation tels que les objets de technologie portable, les écouteurs, les ustensiles de cuisine, et bien d'autres encore.
Grâce aux procédés de moulage par injection, de moulage par compression ou d'extrusion, il est possible de produire en série des milliers de pièces en silicone efficacement et à petit prix. Ces flux de travail nécessitent toutefois un outillage coûteux, des machines et souvent l'expertise d'un sous-traitant externe spécialisé dans la conception et la fabrication de cet outil.
L'impression 3D de silicone permet un large éventail d'applications, du prototypage rapide aux petites séries de pièces finales.
Pour les ingénieurs, les concepteurs et les fabricants qui cherchent à produire de petites quantités de pièces en silicone véritable (allant de 1 à 1000), le coût et le temps nécessaires à la fabrication d'un outil constituent un obstacle. Des procédés moins coûteux, comme le moulage de silicone, sont possibles pour de petites séries, mais ils nécessitent beaucoup de main-d'œuvre, prennent beaucoup de temps, sont difficiles à reproduire et présentent des limites en termes de conception ou de géométrie. L'impression 3D avec des matériaux élastomères est également une alternative rapide et bon marché, mais les propriétés de ces matériaux sont souvent inférieures à celles du silicone. Si certains fabricants d'imprimantes 3D proposent des matériaux en silicone pur pour l'impression 3D, ces systèmes coûtent généralement plus de 100 000 €.
Désormais, avec Silicone 40A Resin, plus besoin de faire des compromis sur le prix, la qualité et la rapidité. Toute personne disposant d'une imprimante 3D SLA Formlabs est en mesure d'imprimer directement en 3D des pièces en silicone véritable et de haute qualité, en évitant les problèmes associés au moulage et les coûts élevés de l'outillage.
« Auparavant, nos étudiants devaient suivre une formation spéciale et travailler plus de 10 heures pour créer un actionneur en silicone moulé de qualité, et même dans ce cas, la qualité des pièces moulées n'était pas constante. Grâce à Silicone 40A Resin, nous sommes désormais en mesure de fabriquer des pièces en silicone de haute qualité qui se comportent comme des pièces moulées, ce qui permet d'accélérer considérablement les essais de conception pour la fabrication de doigts prothétiques. »
Rui Li, professeur assistant en industrie, Faculté d'ingénierie, NYU Tandon School of Engineering
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De nouvelles applications et de nouveaux flux de travail
L'impression 3D de silicone pur est longtemps restée inaccessible à de nombreuses entreprises qui n'avaient pas les moyens de s'offrir des imprimantes 3D de silicone traditionnelles coûteuses. Grâce à la plateforme accessible de Formlabs, ces entreprises et ces particuliers peuvent désormais créer des pièces de qualité avec un matériau familier aux fabricants et aux consommateurs. Ce nouveau flux de travail redonne le contrôle aux fabricants qui dépendaient auparavant des sous-traitants pour les pièces en silicone et augmente la productivité des équipes de prototypage dans les grandes entreprises.
Prototypage rapide
Soufflet en silicone souple qui protège le cylindre d'embrayage d'un véhicule contre l'eau, la saleté et les débris. Comme Silicone 40A Resin offre une excellente résistance chimique et thermique, des composants internes tels que ceux-ci peuvent être utilisés comme pièces finales dans les applications automobiles.
L'impression 3D avec Silicone 40A Resin raccourcit le délai de développement du produit en fournissant une méthode qui permet d'imprimer rapidement en 3D plusieurs itérations de composants souples et flexibles et de les tester le même jour, sans avoir besoin de faire appel à un sous-traitant externe pour l'outillage ou le moulage de silicone. Pour les secteurs exigeants telles que les biens de consommation, l'automobile, l'aérospatiale ou la conception robotique, la possibilité d'imprimer en 3D et de tester le fonctionnement de pièces telles que les vêtements, les pinces, les actionneurs ou les joints peut aider les équipes à optimiser leurs conceptions et à passer plus rapidement les étapes de test bêta et de validation.
Le fait de pouvoir tester des produits et des composants qui se comportent exactement comme les pièces en silicone moulées par injection instaure un climat de sécurité et de confiance pendant le processus de développement. En évitant d'avoir à modifier l'outillage ou les conceptions, les entreprises peuvent économiser des milliers de dollars, améliorer la crédibilité d'un produit et mieux tirer parti des opportunités du marché.
Aides à la fabrication et outillage (moules en silicone directement imprimés)
Pour un centre de fabrication très actif, la possibilité de produire en interne de l'outillage rapide et des aides à la fabrication (fixations flexibles, outils de masquage, etc.) rapidement et à moindre coût peut permettre d'économiser des milliers d'euros par jour en évitant les temps d'arrêt et en optimisant le flux de travail.
Les pièces en silicone sont souvent utilisées dans des applications d'amortissement et de compression, ce qui les rend idéales pour les aides à la fabrication qui doivent prolonger la durée de vie des machines ou protéger les composants contre les frottements. La résistance chimique de Silicone 40A Resin en fait également un excellent choix pour fabriquer des outils de masquage lorsque des pièces capables de résister à différents types de produits chimiques sont nécessaires.
Comme on ne prévoit généralement pas d'avoir recours à des aides à la fabrication, Silicone 40A Resin et la Form 3+ offrent un moyen rapide et abordable de les créer à la demande. La fabrication de pièces de rechange souples peut prendre des semaines avec les méthodes de fabrication traditionnelles, mais l'impression 3D de pièces en silicone sur site peut permettre à un équipement de fonctionner à nouveau en l'espace d'une journée.
Les qualités du silicone et la flexibilité géométrique de l'impression 3D font de cette dernière un outil idéal pour créer des outils à la demande. Pour mouler de l'uréthane, de l'époxy, de la résine, de la cire, du plâtre ou d'autres matériaux nécessitant un moule flexible et réutilisable, l'impression 3D avec Silicone 40A Resin offre un moyen rapide, propre et efficace d'obtenir le produit final avec un moule en silicone flexible et réutilisable imprimé en 3D.
Fabrication en petites séries ou sur mesure
Les fabricants de produits de consommation n'ont longtemps pas pu personnaliser leurs articles en silicone : le coût élevé de l'outillage les empêchait de produire efficacement des petites séries ou des lignes de produits uniques. Pour les fabricants de dispositifs médicaux et de produits de santé, Silicone 40A Resin peut ouvrir la voie à de nouvelles applications en audiologie et en médecine, comme par exemple celle des prothèses sur mesure.
Grâce à l'impression 3D de silicone pur et à notre Form 3+ évolutive, les fabricants peuvent désormais proposer des produits en silicone personnalisés tels que des objets de technologie portable, des poignées et bien plus encore, à une fraction du coût qu'il faudrait pour les mouler avec des méthodes traditionnelles. Pour un prix bien inférieur à celui de la fabrication d'outils pour différentes gammes de produits en silicone, les fabricants peuvent désormais imprimer des pièces en silicone véritable avec un parc d'imprimantes Form 3+, ce qui leur permet de répondre à la demande de produits personnalisés.
3D Printing Pure Silicone: Applications and User Cases
In this webinar, Formlabs’ Product team will discuss the applications of Silicone 40A Resin with experts from the automotive industry.
Études de cas
Prototypes de lunettes de natation FINIS
Finis a utilisé des joints et des boutons en silicone imprimés en 3D pour créer des prototypes fonctionnels de nouvelles lunettes intelligentes.
FINIS, Inc. est réputée pour développer des produits de pointe qui ont gagné la confiance des nageurs de tous niveaux grâce à leur qualité et à leurs performances exceptionnelles. Basée en Californie (États-Unis), la société a pour objectif de constamment améliorer son offre de produits innovants, tout en restant attentive à l'évolution des besoins des nageurs et des entraîneurs.
Auparavant, ils moulaient leurs pièces en silicone, ce qui demandait beaucoup de travail et entraînait de longs délais d'exécution. Grâce à leurs imprimantes 3D résine Form 3+ et à la nouvelle Silicone 40A Resin, ils ont imprimé en 3D des joints de lunettes de natation d'une qualité similaire à celle du produit fini en seulement huit heures et pour une fraction du coût, ce qui est nettement inférieur aux dépenses habituelles de plus de mille dollars et au délai de trois semaines associés à la sous-traitance. Les joints en silicone imprimés en 3D ont été rigoureusement testés dans une piscine pour vérifier leur étanchéité, ce qui a permis à l'équipe de raccourcir le calendrier de développement du produit.
Prototypage de joints pour des lunettes de natation
| Délai de production | Coût | |
|---|---|---|
| Moulage d'uréthane | 2 – 3 semaines | 1220 € pour un lot de deux joints |
| Impression 3D avec Silicone 40A Resin | 8 heures | 10 € pour chaque joint |
« [Avec le moulage en silicone et la sous-traitance], la fabrication de l'outil prendrait environ un mois. [Avec Silicone 40A Resin], je peux avoir une nouvelle idée de pièce, modifier la conception et l'imprimer pendant la nuit. Le lendemain, je peux la retirer de l'imprimante, la nettoyer et la tester immédiatement dans la piscine. Ainsi, je peux maintenant faire en quelques heures ce qui prenait auparavant des semaines, et je pense que c'est là le véritable avantage. »
David Beittel, Senior Designer chez FINIS, Inc.
Dorman Products teste des pièces automobiles plus rapidement grâce à des joints imprimés en 3D
Dorman Products est une société centenaire de fabrication de pièces détachées pour véhicules personnels et utilitaires. Son équipe s'est tournée vers l'impression 3D pour accélérer les délais de production et améliorer la qualité. Ils comptent sur leurs douze imprimantes 3D, réparties sur deux sites, pour les aider à suivre le rythme des fabricants d'équipement d'origine (OEM) qui lancent constamment de nouvelles marques et de nouveaux modèles.
Joints sur mesure imprimés en 3D avec Silicone 40A Resin par Dorman Products.
L'entreprise dispose en interne d'un vaste espace d'essai où elle valide chaque nouvelle conception. Pour tester les composants sous pression, ils doivent être en mesure de sceller certains trous et surfaces. Mais ils n'ont pas toujours la forme exacte pour sceller chaque pièce, de sorte que l'équipe doit trouver des idées créatives, qui se résument la plupart du temps à la fabrication de joints et de fixations sur mesure.
Auparavant, ils mesuraient les composants dans leur laboratoire, faisaient fabriquer des matrices métalliques, puis découpaient les joints sur mesure en utilisant les matrices dans une presse à arbre. « C'était comme découper des biscuits dans de la pâte. C'était très inefficace en termes d'utilisation de matériaux et prenait beaucoup de temps à nos techniciens de laboratoire », explique Chris Allebach, responsable de la fabrication additive chez Dorman Product.
Le passage à l'impression 3D permet à l'équipe de réduire considérablement les délais et les coûts, surtout si l'on considère le grand nombre de nouveaux composants. « Nous avons imprimé des centaines de joints personnalisés pour notre testeur de boîtier papillon afin d'étanchéifier les deux extrémités du corps du boîtier et d'effectuer des tests de débit », nous dit M. Allebach.
Si le matériau de type silicone Elastic 50A Resin de Formlabs convenait parfois à cet usage, la nouvelle Silicone 40A Resin élargit la gamme d'applications disponibles.
Joints pour essais de validation
| Délai de production | Coût | |
|---|---|---|
| Découpe de feuilles de silicone à l'aide de matrices métalliques usinées | 2 semaines par série | 250 € par série |
| Impression 3D SLA avec Silicone 40A Resin | 3 heures par série | 12 € par série |
« Les avantages sont colossaux, surtout pour nous : nous pouvons à présent fabriquer des joints sur mesure qui seront testés dans un four de vieillissement thermique, les sceller dans un espace qui reproduira le compartiment moteur pour les essais, ou les tester dans l'air, l'eau, le liquide de refroidissement, l'huile, bref tout ce avec quoi la pièce entrera en contact dans la vie réelle. »
Chris Allebach, responsable de la fabrication additive, Dorman Products
HGM Automotive valide Silicone 40A Resin pour les joints de connecteurs à usage final
Joints de connecteurs de HGM Automotive Electronics imprimés en 3D avec Silicone 40A Resin.
HGM Automotive Electronics est un fabricant spécialisé de contrôles de transmission qui conçoit et fournit des systèmes électroniques de pointe pour le marché secondaire de l'automobile.
Ils se sont tournés vers l'impression 3D pour le prototypage et la production de petites séries, car il s'agit de la meilleure option pour fabriquer des pièces à la demande en interne. Toutefois, il s'agit d'une industrie réglementée qui doit respecter des exigences spécifiques telles que l'indice de protection (IP) et la résistance aux produits chimiques, d'où l'importance du choix du matériau.
Grâce à des essais chimiques et mécaniques rigoureux, ils ont démontré que les pièces imprimées avec Silicone 40A Resin présentent d'excellentes propriétés mécaniques et une résistance chimique similaire à celle des silicones moulés par injection. Après six semaines de cycles thermiques destinés à reproduire des conditions normales d'utilisation dans un compartiment moteur et des tests supplémentaires d'exposition à des fluides chimiques, ils ont constaté que les pièces imprimées en 3D avec Silicone 40A Resin pouvaient servir de composants automobiles finaux.
| Méthode comparée | Avantages de l'impression 3D avec Silicone 40A Resin |
|---|---|
| Sous-traitance du moulage par injection | Réduction du délai d'exécution de 90 % Réduction des coûts de 98 % |
| Moulage de silicone en interne | Géométries complexes et exigeantes avec une résolution fine des caractéristiques Réduction de la main-d'œuvre, des risques d'erreur et des délais d'exécution Reproduisible et adaptable pour 10 à 1000 unités de production |
« Silicone 40A Resin me donne la possibilité d'explorer de nouveaux marchés et de fabriquer des pièces qui ne pouvaient auparavant être réalisées qu'avec un processus de moulage très coûteux et fastidieux. D'autres imprimantes 3D peuvent certes utiliser des matériaux élastiques, mais seules les imprimantes SLA Formlabs et Silicone 40A Resin peuvent réaliser des joints de connecteurs souples dont la qualité et la durabilité sont comparables à celles d'une pièce moulée en silicone ou en TPU. »
Guy Cardwell, directeur de la recherche et du développement chez HGM Automotive Electronics
Comparer les matériaux élastomères de Formlabs
Elastic 50A Resin est un matériau élastomère souple et transparent à base d'acrylique, idéal pour le prototypage rapide.
Silicone 40A Resin est notre premier matériau en silicone pur. Avec une dureté Shore de 40A, il est idéal pour produire des pièces souples et flexibles pour une large gamme d'applications allant bien au-delà du prototypage. Les pièces imprimées avec Silicone 40A Resin sont résistantes aux produits chimiques, thermiquement stables et peuvent supporter des cycles répétés de flexion, d'usure et de déchirure.
| Avantages | Idéal pour | |
|---|---|---|
| Silicone 40A Resin | Durabilité : résistance au déchirement 12 kN/m, allongement à la rupture 230 %, fatigue de flexion Ross > 500 000 cycles Allongement : résilience au rebond 34 %, température de transition vitreuse -107 °C Stabilité thermique de -25 °C à 125 °C Résistance aux produits chimiques Plus douce : dureté Shore 40A | Prototypes fonctionnels et essais internes Bêta, validation et pièces de pré-production Fabrication de petites séries de pièces d'utilisation finale Gabarits et fixations Moules souples |
| Elastic 50A Resin | Prix inférieur Transparence Plus dur : dureté Shore de 50A | Prototypes de démonstration Prototypes visuels Prototypes fonctionnels |
Outre ces matériaux souples, Formlabs propose également des matériaux élastomères plus durs, tels que Flexible 80A Resin pour les prototypes souples de type caoutchouc, le polyuréthane prêt à la production Rebound Resin et TPU 90A Powder pour l'impression 3D SLS de prototypes fonctionnels ou de pièces durables à usage final sur la série Fuse.
Un flux de travail simple et une grande facilité d'impression
Le processus d'impression et de post-traitement des pièces imprimées avec Silicone 40A Resin est simple et direct, et ne diffère que légèrement du processus habituel avec les imprimantes 3D SLA de Formlabs. Consultez notre page d'assistance sur l'utilisation de Silicone 40A Resin pour plus de détails.
Silicone 40A Resin offre une liberté de conception sans précédent pour les matériaux d'impression 3D flexibles. Toutefois, comme pour tout matériau d'impression élastomère, il convient de respecter certaines règles de conception. Consultez notre page d'assistance pour en savoir plus sur l'imprimabilité et les directives de conception, sur nos structures de support cassables qui ne laissent aucunes traces et sur d'autres techniques de finition permettant d'améliorer l'état de surface.
« Cette résine s'imprime incroyablement facilement. Je ne pensais pas qu'un matériau aussi souple serait capable d'imprimer des détails aussi fins. Nous avons réussi à imprimer des pièces que nous n'aurions jamais espéré fabriquer avec un matériau 40A. Elles étaient toujours moulées par injection. Nous avons donc poussé l'imprimabilité jusqu'aux limites les plus extrêmes. Je n'en croyais pas mes yeux quand j'ai vu la qualité des détails des pièces imprimées. Tout le monde a été époustouflé par le toucher du matériau et par son élasticité. »
Chris Allebach, responsable de la fabrication additive chez Dorman Products
Lancez-vous dans l'impression 3D de silicone véritable
Les imprimantes SLA Form 3+ et Form 3B+ offrent aux petites, moyennes et grandes entreprises la possibilité d'accéder à l'impression 3D haute résolution à des prix abordables et adaptables. Avec plus de 45 matériaux différents développés spécifiquement pour optimiser les différents flux de travail, les imprimantes Formlabs donnent accès à la puissance de l'impression 3D directe dans un large éventail d'industries et d'applications. Avec l'ajout de Silicone 40A Resin, ces imprimantes 3D sont à présent les premières imprimantes 3D de silicone pur accessibles sur le marché, et cette nouvelle résine démontre notre engagement à développer continuellement des matériaux qui donnent accès à de nouvelles applications.
Avec Silicone 40A Resin, vous pouvez désormais imprimer directement en 3D des joints, des garnitures, des pinces, des actionneurs, des amortisseurs, des objets portables et bien plus encore. En évitant les longs délai, les coûts élevés de l'outillage et le moulage de silicone sous-traité, les entreprises peuvent réaliser des itérations plus approfondies, être plus réactives et atteindre le marché plus rapidement.
Pour en savoir plus sur les propriétés des matériaux ou pour tester la pièce vous-même, contactez notre équipe commerciale ou commandez un échantillon gratuit en silicone imprimé en 3D.
