De nombreux facteurs influencent le fonctionnement d’un matériau donné sur une imprimante SLA de Formlabs. La fiabilité de l’impression, la vitesse d’impression, la finition de surface, la précision et la résolution des détails fins sont autant de facteurs qui peuvent être influencés par le choix du matériau, l’imprimante 3D et vos paramètres dans l’éditeur de paramètres d’impression . Tous les facteurs qui influencent ces éléments ne sont pas immédiatement évidents, et même certains matériaux qui répondent aux exigences décrites ci-dessous peuvent ne pas être imprimés.

En règle générale, si le matériau est conçu pour être polymérisé aux UV avec une lumière de 405 nm, il y a de fortes chances que vous puissiez l’imprimer sur une imprimante SLA Formlabs telle que la Form 4. Toutes les autres considérations sont secondaires.

Le facteur le plus important pour déterminer si une résine peut être imprimée avec les imprimantes SLA de Formlabs est la longueur d’onde avec laquelle elle est conçue pour fonctionner. Les imprimantes Formlabs utilisent une lumière d’une longueur d’onde de 405 nm, qui est l’une des longueurs d’onde les plus courantes utilisées dans l’impression 3D par photopolymérisation. Les autres longueurs d’onde courantes sont 385 nm et 450 nm. Il existe un certain chevauchement entre ces deux types de résines en fonction des photoinitiateurs exacts utilisés, mais si le fabricant de la résine en question utilise une longueur d’onde différente de 405 nm, il convient d’examiner plus en détail les propriétés de la résine pour voir si elle peut être imprimée avec succès sur une machine Formlabs.

Si le produit n’indique pas la longueur d’onde, vous pouvez acheter un pointeur laser de 405 nm et exposer une goutte de résine au laser pour voir si elle polymérise. Une autre option consiste à verser une petite quantité de résine dans un bac à résine propre, à exécuter l’outil Feuille de nettoyage sur l’imprimante et à évaluer si la résine a polymérisé. Si la résine ne polymérise pas lors de ces tests, il est peu probable qu’elle fonctionne sur une imprimante SLA Formlabs. Si elle polymérise, il est assez probable qu’elle soit imprimable, mais la qualité, la fiabilité et la vitesse d’impression doivent encore être évaluées.

Si la résine n’est pas conçue pour une lumière de 405 nm ou les valeurs d’exposition par défaut, vous pouvez constater les erreurs d’impression suivantes :

• Les pièces sont insuffisamment polymérisées : les pièces sont très collantes et molles (c’est-à-dire qu’elles ont une faible résistance à l’état brut). Cela signifie généralement que la résine nécessite une exposition plus élevée pour s’imprimer correctement.
• Les pièces ont une hémorragie Z accrue : la polymérisation est plus importante que souhaitée par couche, de sorte que chaque couche est plus épaisse que prévu. Les trous peuvent ne pas être ronds et les petites caractéristiques sont souvent surdimensionnées.
• Rien ne polymérise : même avec une exposition élevée, il n’y a pas ou presque pas de polymérisation et la pièce ne se forme pas.

Bien que la longueur d’onde soit de loin la propriété la plus importante, d’autres propriétés peuvent affecter l’imprimabilité d’un matériau. Ces propriétés influencent généralement la qualité de l’impression.

Viscosité

La viscosité d’une résine est une mesure de la résistance qu’elle oppose à l’écoulement, souvent exprimée en centipoise ou cP. Par exemple, l’eau est un matériau à faible viscosité qui s’écoule rapidement, tandis que la mélasse est un matériau à forte viscosité qui s’écoule très lentement. Cela peut avoir un impact significatif sur l’imprimabilité d’une résine. Les résines dont la viscosité est très faible peuvent avoir tendance à éclabousser les parois de l’imprimante, tandis que les résines extrêmement visqueuses nécessitent des mouvements lents du moteur pour permettre à la résine de recouvrir complètement la surface d’impression et éviter des forces excessives sur la pièce.

Les imprimantes Formlabs ont réussi à imprimer avec des résines dont la viscosité est comprise entre 100 et 30 000 cP, bien qu’il n’y ait pas de limite stricte à la gamme d’imprimabilité. En général, les résines à faible viscosité sont préférées, avec des viscosités de résine de l’ordre de quelques centaines de cP. Les résines à haute viscosité imposent des forces plus importantes à l’imprimante et à vos pièces imprimées, ce qui peut provoquer des blocages du moteur ou du racloir, des couches inégales ou d’autres défauts qui affectent sérieusement la qualité de l’impression. À titre de référence, Silicone 40A Resin est actuellement la résine la plus visqueuse produite par Formlabs, avec une viscosité de 7 800 cP.

La température peut modifier considérablement la viscosité, les températures d’impression plus élevées entraînant une viscosité plus faible. Les imprimantes SLA de Formlabs peuvent fonctionner à des températures allant jusqu’à 45 °C, ce qui permet d’accélérer considérablement l’impression et de réduire le risque d’erreurs d’impression. Notez que le chauffage de la résine peut prolonger les temps de pré-impression et provoquer des fumées supplémentaires si la résine choisie se volatilise facilement.

Voici quelques erreurs d’impression courantes liées à la viscosité de la résine :

• Une résine à forte viscosité peut créer des forces excessives lors de l’abaissement de la plateforme de fabrication, ce qui peut entraîner une déviation de la plateforme de fabrication et des couches plus épaisses ou légèrement inégales.
• Une résine très visqueuse peut ne pas recouvrir complètement la surface d’impression entre les couches, ce qui entraîne des éléments manquants ou incomplets.
• La résine à faible viscosité peut éclabousser le bac à résine et l’intérieur de l’imprimante.

Propriétés mécaniques

Les imprimantes Formlabs peuvent imprimer avec des résines présentant une grande variété de propriétés mécaniques différentes, mais il y a certains facteurs importants à garder à l’esprit. Les matériaux plus souples sont généralement plus difficiles à imprimer, car ils nécessitent des mouvements de moteur plus lents pour réduire les forces exercées sur la pièce et plus de supports pour garantir la stabilité. En général, si le matériau a un module d’élasticité de 1500 MPa ou plus, il sera relativement facile à imprimer, tandis que les matériaux plus souples peuvent être plus difficiles à imprimer.

Propriétés physiques

Certaines autres propriétés physiques méritent d’être notées, en fonction du matériau exact :

• Poudre d’additif/de charge ou taille des particules : les particules de grande taille, en particulier celles dont la taille est supérieure à la hauteur de la couche, peuvent avoir un effet important sur l’impression. Si la résine contient un additif dont la taille des particules est supérieure à la hauteur de couche sélectionnée, vous risquez d’endommager le film du bac à résine ou l’imprimante elle-même lorsque vous écrasez une couche. La morphologie des particules a un effet plus important sur les propriétés mécaniques. Si les particules sont plus longues dans une direction particulière, elles auront tendance à s’orienter aléatoirement dans le plan XY, plutôt que de rester isotropes.
• Poudre d’additif/de charge ou morphologie des particules : si la résine contient un additif dont les particules sont plus longues dans une direction particulière, elles auront tendance à s’orienter dans le plan XY plutôt que de rester isotropes.
• Translucidité de la charge : même les résines qui polymérisent bien avec une lumière de 405 nm peuvent échouer si elles sont remplies d’un matériau de charge qui bloque la lumière. Les résines avec des charges moins translucides peuvent encore être imprimées avec des hauteurs de couche plus petites, car la lumière a un chemin plus court à parcourir avant de polymériser une couche.
• Compatibilité chimique : certains types de matériaux peuvent réagir avec le bac à résine, le film du bac ou une autre partie de l’imprimante. Vérifiez l’absence de réactions inattendues avant l’impression, ainsi que périodiquement tout au long du processus d’impression.
• Sécurité : lisez toujours la fiche de données de sécurité (FDS) du fabricant avant de manipuler de nouveaux matériaux. Faites attention à la température d’impression, car elle peut exacerber l’évaporation des résines. Prenez les précautions appropriées, assurez une ventilation adéquate et portez un équipement de protection individuelle lorsque vous travaillez avec des résines.