La Stéréolithographie SLA

La stéreolithographie (SLA) (Stereo Lithographie Apparatus)  :
solidification d’un liquide par rayon laser
solidification couche après couche de plastiques liquides sous l’effet de rayons ultraviolets.
C’est un procédé impression 3d par photopolymérisation : les polymères liqudes se solidifient à la lumière.

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La stereolithographie est une des plus ancienne méthode d’impression 3d inventée en 1984 par Charles HULL et mise au point en 1986 par l’entreprise 3D Systems 
voir demo 3d systems en video

autre demo en video

Materiau de base : RESINES (liquides) photopolymeres plastiques de haute précision thermodurcissable

taille maxi d’impression : 150 cm x 75 cm x 50 cm (sauf Mammoth)

Resolution maximale : 0,00254 cm

Précision  : +/- 0,0127 cm

rapidité d’impression : moyenne

un rayon laser ultra-violet solidifie couche par couche des photopolymeres liquides.
un photopolymère est une substance synthetique dont la propriété physique se modifie au contact de la lumière ( ici cela durcit).type particulier de matiere plastique : un photopolymere : se solidifie quand il est exposé aux uv d’un laser

reservoir (petite cuve) rempli de plusieurs litres de photopolymere liquides+ plateforme mobile immergée dans ce réservoir
Un laser balaie les photopolymeres qui se solidifient quand ils sont exposés aux uv

la piece en cours de fabrication baigne dans le liquide.
apres chaque passage de laser , un plateau mobile servant de support à la partie imprimée s’abaisse d’une fraction de millimètre.
Tranches de 0,05 à 0,1 mm d’épaisseur.
la couche suivante peut s’appuyer sur la precedente qui est solide
des structures de support sont toutefois necessaires, et la matiere support sera entierement perdue (non recyclable ou reutilisable)
le procédé est répété couche après couche, jusqu’à obtention du modèle.
à la fin de l’impression, la plateforme remonte et il est alors possible de récupérer l’objet.

voir video du principe     video exemple de fabrication en stereolithographie

une fois l’objet imprimé, le travail n’est pas terminé, il y a une phase de finition :

  • eliminer par rinçage dans un solvant ce qui dépasse
  • poncer les surfaces
  • quelques fois, passer l’objet dans un « four » à rayons ultraviolets pour le nettoyer entierement, dissoudre les attaches de support et renforcer sa solidité
  • Les supports (crées par le sytème) seront dissous après l’impression.

POINT FORTS DE CETTE METHODE : l’une des technos les plus abouties du marché, mais aussi l’une des plus couteuses…

  • rapidité : assez lente .selon la taille de l’objet,  le laser peut mettre jusqu’à 1 ou 2 mintes par tranche. temps moyen d’impression : entre 6 et 12 heures
  • une fois lancée, la machine ne demande aucune surveillance particulière (peut donc fonctionner la nuit )
  • précision du laser
  • permet de réaliser de très grandes pièces (ex modèle Mammoth permet 2metres de diametre ! )
  • qualité des détails (tolerance par rapport au design initial de 0,005 mm )
  • qualité de la finition (lisse)
  • très bonne résolution (couches de l’ordre de 10 micrometres d’epaisseur )
  • qualité et variété des photopolymeres

INCONVENIENTS :

  • vapeurs qui peuvent être toxiques
  • les photopolymeres ne sont pas aussi solides que les thermoplastiques (utilisés dans le moulage par injection)
  • les photoolymeres ne sont pas aussi durables que les thermoplastiques
  • choix limité des materiaux
  • impossible d’imprimer en couleurs
  • la finition au four peut deformer tres legerement l’objet
  • procédé très couteux : cout de la machine + cout des polymères
  • complexité de l’entretien
  • necessite des equipements adaptés
  • ne premettent d’imprimer qu’un seul materiau à la fois

 

le rendu : 

objet en finition mat ou brillant
– semi-transparent, noirs ou transparents (processus de coloration possible avec post traitement)
– qualité et douceur de la surface
– surface polie, fine, et sans effet d’escalier au niveau des couches
– la coloration n’est pas recommandée du fait de la possible perte de détail liée à la peinture
– fragile
– souvent inadapté pour la production finale d’objets
– necessite presque toujours un travail de finition : vernissage, peinture, chromage, enduit…

utilisation principale :
– prototypage rapide (majorité de l’utilisation)
– pieces complexes avec tres haute résolution impossibles à realiser de façon traditionnelle
– présentation
ideal pour les modèles de conception, les maitres-modeles et les maquettes

principaux utilisateurs :
– grands groupes industriels
– aerospatiale
– automobile
– défense
– quelques services d’impression 3d  http://www.sculpteo.com/fr/materiau-resine#informations-generales-resine
http://materialise-onsite.com/fr/TechnologySelector/Technologies/SLA
http://www.cresilas.fr/stereolithographie/technologie/
http://www.solidconcepts.com/technologies/stereolithography-sla/

labos dentaires
utilisée dans les metiers necessitant la production de préséries ou de petites series sans réaliser d’outillage (electromenager, automobile, éclairage…)

matrices de bijoux produits par moulage ou coulage
exemple d’impression stereolithographie pour la bijouterie
  imprimante Digitalwax de DWS

exemple d’impression stereolithographie pour le maquettage  imprimante 3d systems

imprimantes
3d Projet 1200 de chez 3d systems (micro-sla ) pour les petites pieces 
3d Projet 6000 ET 3D Projet 7000  de chez 3D Systems pour les grandes pieces

EOS

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autre source : http://fr.wikipedia.org/wiki/St%C3%A9r%C3%A9olithographie

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