Impression 3D filament ou résine

En général, il existe 2 principales imprimantes 3D grand public typiques sur le marché : l’imprimante 3D à résine (mSLA/DLP) et l’imprimante 3D à filament (FDM/FFF). La principale différence entre ces 2 types d’imprimantes réside dans le matériau utilisé pour créer des modèles physiques 3D. L'imprimante 3D en résine utilise un matériau en résine et une imprimante 3D FDM utilisant un matériau polymère plastique et ce n'est pas seulement cela. Le fonctionnement du processus d'impression, la préparation, les caractéristiques du modèle imprimé et bien d'autres choses sont également différents. Nous avons expliqué ici les détails de 2 principaux types d’imprimantes 3D sur le marché :

Impression 3D filamentaire

L'impression 3D par filament a été introduite pour la première fois par Scoot Crump en 1988 (Stratasys) et utilise l'extrusion thermoplastique pour construire le modèle. Le processus simple utilise un mouvement mécanique le long de l'axe XYZ tandis que la tête extrude le matériau comme un pistolet à colle. Le thermoplastique peut être facilement extrudé à température de fusion et se solidifie à température normale sans aucun changement de caractéristiques et ne nécessite aucun post-traitement ou nettoyage supplémentaire. Cela a fait de l’impression 3D à filament la plus populaire sur le vaste marché, en particulier sur le marché grand public.

Le fonctionnement de l'imprimante 3D à filament ne présente également presque aucun danger car il n'utilise pas de matériaux toxiques et est sécurisé, la machine peut être facilement appliquée (par exemple, entourer la machine est une opération très sûre, y compris les enfants).

Les caractéristiques de l’impression 3D Filament

• L'impression 3D par filament est un processus sec : aucun matériau toxique n'est impliqué dans le processus, mais l'impression de matériaux à haute température comme l'ABS, l'ASA ou le nylon crée des fumées qui ne sont pas bonnes pour la santé.
• Le matériau filamentaire est un fil plastique d’un certain diamètre qui est alimenté, fondu et extrudé à un diamètre plus petit – ce processus réduit la résistance et la durabilité du matériau. Elle n’est pas comparable à l’injection industrielle même si le matériau est le même. Cependant, les méthodes du processus d'impression 3D peuvent faire plus pour créer une forme très difficile, même dans certains cas : le moulage par injection ne peut pas créer le modèle.
• L'impression 3D par filament comprend de nombreuses variantes de matériaux allant du polymère thermoplastique standard au mélange métal/bois et même au carbone/fibre de verre renforcé. Cette combinaison de variantes de matériaux se développe rapidement et permet à l’impression 3D d’être utilisée dans presque toutes les industries.
• Étant donné que l’impression 3D par filament est un processus plus sûr que la résine, les utilisateurs domestiques préfèrent utiliser leur imprimante. Le prix de la machine est un peu cher en raison de l'utilisation de composants mécaniques, mais presque aucun coût de post-traitement n'est requis.
• En théorie, le matériau filamenteux n'a pas de date de péremption, mais certains matériaux se dégradent avec le temps en raison de la température et de l'humidité. Le PLA peut en fait durer environ 1 an s’il est stocké correctement dans un emballage sous vide. D'autres matériaux comme l'ABS ou le PETG peuvent toujours être imprimés correctement même après 3 ans.
• L'impression 3D par filament présente des limites puisque le matériau est extrudé à travers une petite buse. Même la plus petite buse (0,15-0,2 mm) présente toujours des lignes de couches. Des détails extrêmes ne peuvent donc pas être obtenus avec cette impression par filament.
• Solide, durable, robuste et résistant aux températures plus élevées sont les principales caractéristiques de l’impression 3D par filament. Certains matériaux de filaments industriels peuvent résister pratiquement au-dessus de 250 °C. Le matériau bon marché est également l’un des principaux avantages de la popularité de l’impression 3D.
• Comme nous le savons, le filament d'impression 3D est constitué d'un mouvement XYZ, ce qui rend le processus multi-matériaux et multicolores possible et facile à mettre en œuvre. L’impression 3D multicolore est actuellement populaire sur le marché car l’imprimante devient moins chère. Même s'il n'utilise qu'une seule extrusion, grâce à la fonctionnalité Pause Reprise, l'utilisateur peut facilement changer de couleur entre les calques et réaliser une bonne création.

Applications d'impression 3D filamentaire

L’impression 3D filamentaire a des applications plus larges que l’impression 3D résine. Il est utilisé pour les prototypes, les dispositifs médicaux, l'ingénierie inverse, le développement de produits, le cosplay, les loisirs personnels, les œuvres d'art, les articles ménagers, les gadgets, etc. Pour répondre à ces diverses applications d'impression 3D, les fabricants de filaments ont développé de nombreux types de filaments pour imprimantes 3D, du PLA et ABS au PETG, ASA, fibre de carbone, nylon, TPU, PC et même des filaments métalliques.

Impression 3D en résine

Les méthodes d'impression 3D en résine ont été lancées pour la première fois par Chuck Hull en 1984 (3D Systems) et appelées stéréolithographie (SLA). La technique utilise un polymère photosensible et des lampes UV pour durcir le matériau polymère liquide. Ce matériau est uniquement disponible sous forme de résine polymère qui est toxique et le résultat durci n'est pas très dur par rapport à d'autres formes de matériaux polymères. Au début, les imprimantes 3D n'étaient utilisées par l'industrie que pour le prototypage plutôt que pour les articles de production. L’imprimante 3D SLA est donc suffisante pour cette tâche principale. L'impression 3D en résine s'est développée rapidement plus tard en 2010, parallèlement à la technologie d'affichage et d'éclairage, puisque l'impression 3D en résine utilise principalement l'affichage par projection pour guérir et construire l'objet.

Les caractéristiques de l’impression 3D résine

• L'impression 3D en résine est également appelée processus d'impression humide car elle implique du liquide depuis le matériau jusqu'au post-traitement, comme le nettoyage du modèle. L’impression 3D en résine utilise également des produits chimiques toxiques ainsi que des processus comme l’IPA. L’impression 3D résine est donc toujours considérée comme un processus industriel. Il n'est pas conseillé aux utilisateurs domestiques de cette impression 3D d'avoir des enfants de moins de 15 ans.
• Le coût de l’imprimante 3D est bon marché, mais la résine et le matériau de post-traitement sont élevés. La technologie récente amène l’impression 3D en résine au niveau le plus bas en termes de prix de la machine. Cependant, le matériau en résine UV, les autres équipements de support et les consommables sont encore très élevés. Les utilisateurs ont toujours besoin de consommables à usage unique comme les EPI (équipement de protection individuelle) et l'IPA pour le nettoyage post-traitement.
• L'impression d'objets 3D très détaillés est le principal avantage de cette imprimante. L'impression 3D en résine peut créer un modèle très détaillé en raison de la caractéristique de sa matière première qui est liquide. La résolution d'impression de la couche peut être aussi faible que 10 microns (0,01 mm) et la résolution XY à 18 microns (0,018 mm). Un grand merci à la technologie d’affichage qui peut pixeliser l’affichage à ce niveau du micron. Pour cette raison, l’impression 3D en résine est principalement utilisée pour produire des objets miniatures/petits plutôt que de grands modèles.
• La résine est toxique et la partie imprimée (résine durcie) est toujours considérée comme toxique. Contrairement au thermoplastique utilisé dans l'impression 3D FDM/FFF, le matériau en résine peut toujours nuire à la santé pour une raison quelconque. Le processus doit être complètement durci et nettoyé et, d'une manière ou d'une autre, il ne semble pas facile. Pour cette raison, les objets imprimés en résine 3D ne doivent pas être utilisés pour des objets en contact avec les aliments. Même pendant le processus d'impression, l'exposition aux UV de l'imprimante peut nuire à la santé.
• Le processus d’impression 3D en résine est difficile pour les gros modèles. Imprimante 3D en résine économique utilisant un système mécanique ascendant. L'objet imprimé en 3D doit coller sur la plateforme à l'aide d'une structure de support. Cela provoque de nombreux échecs fréquents tout au long du processus, car le modèle doit défier la force de gravité. Le modèle 3D technique volumineux est plus difficile à imprimer en résine que le modèle artistique pour cette raison.
• L’impression 3D résine ne peut utiliser qu’un seul type de matériau à la fois. Il n'est pas possible de créer une impression multicolore (XY) en résine. Le mouvement mécanique de l’impression 3D en résine se fait uniquement le long d’un seul axe Z. Même le remplacement du matériau pendant l'impression n'est pas conseillé car le durcissement aux UV alors que le processus n'est pas un durcissement complet. Un échec d'impression est susceptible de se produire lorsque vous suspendez/reprenez le processus d'impression.
• Le matériau d’impression 3D en résine brute a une date de péremption (durée d’environ 12 à 18 mois), ce qui signifie qu’il doit être utilisé avant la date d’expiration afin que les caractéristiques chimiques ne changent pas.

Applications d'impression 3D en résine

Les applications de l’impression 3D résine dépendent en grande partie du type de résine d’imprimante 3D utilisée. La résine la plus courante est appelée résine standard ou rigide . Les modèles imprimés avec cette résine ont tendance à être cassants. En tant que telles, les résines standards ne sont généralement utilisées que pour les modèles d’exposition. Pour les pièces et figurines fonctionnelles nécessitant de la durabilité, des résines à haute ténacité et de type ABS ont été développées. L’impression 3D en résine a de nombreuses applications industrielles, notamment dans les domaines de la médecine, de la bijouterie, de l’ingénierie et de la dentisterie.

quel matériau est le meilleur : résine ou filament ?

La résine et le filament pour l’impression 3D présentent des avantages et des inconvénients. Les principaux avantages de la résine sont la finesse des détails et la douceur, ce qui la rend idéale pour les petites impressions de haute précision. Les inconvénients sont des coûts plus élevés, une vitesse d’impression plus lente, un nettoyage plus compliqué et des risques de toxicité. Les avantages du filament sont des coûts par volume inférieurs, une impression plus rapide, la sécurité et la possibilité d'imprimer des objets volumineux. Mais la qualité est moindre sur les petits tirages. Il existe également davantage d'options de matériaux comme le flexible, le composite, etc. Pour les miniatures, les cosplay, les modèles dentaires et autres impressions petites mais détaillées, la résine offre une meilleure qualité. Pour des impressions plus grandes, le prototypage et la facilité d'utilisation, le filament est probablement préférable.

Tenez compte des utilisations spécifiques de l’impression et des qualités les plus importantes. Avec les imprimantes haut de gamme, les deux matériaux peuvent produire une qualité exceptionnelle. Pesez les compromis en fonction de l'application et du budget pour choisir la résine ou le filament. Les imprimantes 3D FDM sont plus populaires que les imprimantes 3D résine. La raison principale est que le filament est beaucoup moins cher que la résine.

Conclusion

Il ne fait aucun doute que l’impression 3D par filament est toujours populaire par rapport à l’impression 3D en résine. L’impression 3D en résine est toujours considérée comme un processus semi-industriel plutôt qu’un processus domestique. L’impression détaillée et rapide est le seul avantage de l’impression 3D en résine. L'impression 3D par filament, d'autre part, est un matériau très convivial, très simple et bon marché, et ne nécessite presque aucun post-traitement, ce qui rend l'impression 3D accessible à tout le monde.

ÉCRIT PAR : James Madison