Pourquoi polymériser les impressions 3D SLA ?

Les imprimantes 3D sont aujourd’hui capables d’imprimer des pièces de haute qualité. Cependant il ne faut pas négliger l’étape du post-traitement, en particulier pour la technologie SLA. Dans cet article nous allons vous expliquer l’importance de la polymérisation lors de cette étape pour des impressions de pièces en résine. Comment atteindre les caractéristiques maximales des consommables en SLA ? Quelles sont les températures à utiliser et les temps d’exposition ? Suivez nos conseils pour pleinement tirer parti des performances de votre matériel 3D.

Qu’est-ce que la polymérisation ?

La synthèse des polymères ou encore polymérisation est très importante dans l’impression de pièces avec la technologie SLA (stéréolithographie). Les plastiques sont constitués de longues chaînes de carbone. La résine est constituée de monomères (particules simples) qui formeront des maillons de chaînes. Les chaînes longues permettent au plastique d’être solide. À l’inverse, plus elles sont courtes, plus le plastique est visqueux ou flexible.

Pour l’impression avec la technologie SLA, la résine liquide photosensible est frappée par un faisceau laser qui permet, grâce aux UV, d’assembler de petits blocs de molécules afin de former ces fameuses chaînes. Au cours de cette procédure de solidification, elles deviennent plus longues, donc plus rigides. Lorsque suffisamment de blocs sont assemblés entre eux, on obtient une pièce solide. C’est la polymérisation.

Les étapes du processus de photopolymérisation (source Formlabs.com)

À noter que l’on parle de polymérisation de l’impression, de la première couche imprimée jusqu’au post-traitement en chambre UV. La partie qui va suivre traitera de l’étape de polymérisation lors du post traitement.

Terminer le processus de polymérisation avec une chambre UV

L’utilisation d’une chambre UV

L’utilisation d’une chambre UV va vous permettre d’optimiser votre pièce afin d’atteindre ses capacités maximales. Cette opération est possible grâce au Form Cure. Cependant, avant cette étape il est important de nettoyer la pièce. S’il reste des gouttes de résine sur le modèle imprimé, elles seront alors solidifiées et visibles sur la pièce finale.

Pour éviter ce résultat et afin d’être sûr d’obtenir une pièce avec une surface parfaite, nous recommandons d’utiliser au préalable la station de nettoyage Form Wash. Il est important de suivre cet ordre d’exécution pour le post-traitement : Form Wash puis Form Cure. Lors de cette étape de nettoyage, la pièce est plongée dans un bac qui contient de l’IPA. Un système de turbine brasse ensuite le liquide pour nettoyer le modèle dans ses moindres recoins. La Form Wash peut contenir 8.6 litres d’IPA vous permettant le nettoyage de 70 pièces avant remplacement du liquide. La programmation du temps de rinçage permet également d’éviter toutes déformations liées à une mauvaise manipulation ou à un temps d’exposition trop long.

Atteinte des propriétés optimales des résines

Une fois votre pièce imprimée et nettoyée avec la Form Wash, le processus de polymérisation peut être complété en passant votre pièce dans la Form Cure. Cette machine va permettre de pousser les propriétés des résines à leur maximum. En effet, grâce à une température contrôlée (entre 45°C et 80°C) et un post-traitement automatisé, vos pièces sont exposées uniformément aux UV. De cette manière, la polymérisation est améliorée afin d’atteindre les propriétés maximales des résines sur l’ensemble des surfaces. Téléchargez le PDF (en anglais) pour plus d’informations sur le processus de Curing avec le Form Cure.

Les temps d’exposition ainsi que les températures utilisées pour la polymérisation post-impression sont deux facteurs propres à chaque résine. Ils permettent d’augmenter considérablement la résistance et les capacités des résines :

La Haute Résistance : Cette résine est spécialement conçue pour l’ingénierie et le prototypage. Avec une cuisson à 60°C pendant 120 min, il est possible d’atteindre +72% d’augmentation du module de traction*.
La Flexible : Avec une durée de cuisson de 60 min à 60°C on peut augmenter les propriétés de cette résine pour atteindre +116% de résistance à la traction.
La Grey Pro : Pour augmenter le module de traction de la Grey Pro il faut un temps de cuisson de 15 min afin d’atteindre une augmentation de +78%. Parfait pour le prototypage fonctionnel, il est important de l’optimiser à l’aide de la polymérisation en post-traitement.
La Haute Température : Il suffit d’attendre 30 min à 60°C pour obtenir une augmentation de 136% du module de traction. La résine est donc complètement polymérisée et sa résistance pour les hautes températures l’est également.
La Dental LT : Cette résine est conçue pour les impressions de pièces orthodontiques finales. Il est recommandé de la traiter dans une chambre UV pendant 20 min à 80°C pour atteindre sa polymérisation complète.

Les différents paramètres de post-traitement sont mis à jour périodiquement à mesure que de nouveaux matériaux sont intégrés et que ceux déjà existants sont améliorés. Téléchargez le PDF sur les paramètres de Curing (en anglais) pour en savoir plus (PDF à jour du 27 Juillet 2018)

*En poussant la polymérisation pendant l’étape de post traitement on augmente progressivement le module de traction. Le module de Young grandit et la pièce est donc plus résistante à la traction.

Diagramme contrainte-déformation d’un matériau ductile

Pensez à post-traiter vos pièces en résine afin d’augmenter leur résistance et d’obtenir des pièces qui répondent à vos besoins. La polymérisation lors du post-traitement vous permet d’atteindre les propriétés optimales annoncées par le fabricant. N’hésitez pas à nous contacter si vous avez des questions sur la polymérisation ou sur l’impression de pièces avec la technologie SLA.