La vulgarisation de l’impression 3D il y a une dizaine d’année s’est effectuée avec le mouvement Reprap et les imprimantes 3D FFF à dépôt de filament fondu. La technologie des imprimantes résine s’est démocratisée un peu plus tard. Désormais plus accessible, notamment en terme de tarif, cette technologie est de plus en plus utilisée dans l’impression 3D de bureau. Nous allons ici voir les différents avantages et inconvénients de ces deux technologies de fabrication additive.
Ces deux technologies d'impression 3D reposent un principe commun : un modèle 3D est découpé horizontalement en couches, qui sont ensuite imprimées les unes sur les autres pour former un objet en trois dimensions.
L’impression 3D à dépôt de filament fondu FFF
Comme son nom l’indique, cette technologie utilise des filaments plastiques qui sont fondus et déposés couche par couche.
Avantages de la technologie d’impression 3D FFF :
- Imprimantes relativement facile à utiliser et à entretenir
- Le type d’imprimante le plus abordable (en terme de coût) et le plus rentable en comparaison aux autres technologies d’impression 3D
- Le processus est relativement propre, pas de manipulation de produits chimiques dangereux
- Tout le processus d’impression s’effectue sur une seule machine : pas d’équipement supplémentaire nécessaire
- Une vaste diversité de matériaux et de marques sont disponibles : variétés de coloris, propriétés techniques et mécaniques
- Possibilité de mettre en place des « fermes d’imprimantes » afin de produire en masse
- Possibilité de jouer sur le taux de remplissage des pièces : économie de matière, flexibilité et résistance des pièces.
- Possibilité d’atteindre de gros volumes d’impression, certaines imprimantes (plus onéreuses) peuvent atteindre 1 m³ de surface d’impression
Inconvénients :
- Les couches d’impression sont visibles sur les pièces 3D FFF
- Les couches ont une influence sur la résistance mécanique des pièces
- La technologie est relativement lente
- La gestion des porte-à-faux est complexe avec cette technologie
- Une légère maintenance régulière est nécessaire au bon fonctionnement des machines
Une imprimante FFF est idéale pour un environnement de bureau, car l'équipement est facile à utiliser et à entretenir. Les consommables ne sont pas dangereux à manipuler. Il existe une bonne diversité de consommables à prix raisonnés.
Les bobines de filament sont simples d’utilisation et facilement conservables. Le temps d’impression peut être un frein pour les grosses productions.
L’impression 3D résine
Aujourd’hui plus accessible, l’impression 3D résine est en plein essor. Utilisant de la résine photosensible comme consommable, son utilisation diffère grandement de l’impression à dépôt de filament fondu.
Avantages de la technologie d’impression 3D résine :
- Possibilité de produire des pièces à géométrie complexe et très détaillées avec une très faible hauteur de couche
- Les imprimantes sont compactes et assez faciles à prendre en main
- Peu de maintenance sur les imprimantes
- Productivité augmentée : imprimer 1 pièce ou 20 sur le même plateau d'une imprimante 3D LCD prendra le même temps
- Peut imprimer des matériaux très souples
- Possibilité d’imprimer des pièces aux détails fins, très lisses
Inconvénients :
- La résine doit être manipulée avec grande précaution : port gants, lunettes, etc. Elle dégage une odeur désagréable
- Un durcissement supplémentaire est nécessaire après impression, souvent avec une autre machine dédiée
- Des structures de support sont souvent nécessaires, pouvant laisser des traces sur les pièces
- Il n'est pas possible de combiner plusieurs matériaux ou couleurs dans une seule impression
- Le volume d’impression des imprimantes résine de bureau est faible par rapport aux imprimantes FFF
- Choix de résine moins développée que pour les filaments et coût plus important
L’impression 3D résine est particulièrement adaptée aux pièces à géométrie complexes qui nécessitent des détails fins. La présence de structures de support est par ailleurs très souvent nécessaire.
Le post-traitement est un processus obligatoire après chaque impression résine. Les pièces doivent être nettoyées avec des produits chimiques agressifs tels que l'alcool isopropylique. Elle devront aussi être durcies aux rayons UV. Ces manipulations délicates rendent la technologie moins accessible.
La matière première est odorante et délicate à manipuler. Son coût est plus élevée que les bobines de filament.
En résumé, ces deux technologies d’impression 3D sont complémentaires.
L’impression 3D FFF va être plus accessible en terme d’utilisation et moins onéreuse. Elle est cependant peu précise et relativement lente. Certaines imprimantes 3D à dépôt de filament fondu permettent l’impression de très grosses pièces.
L’impression 3D résine assure la production de pièces complexes et aux détails extrêmement fins. Elle pourra aussi imprimer des matériaux très souples. La manipulation de la résine est délicate et potentiellement dangereuse. Le post traitement des pièces nécessitent du matériel supplémentaire et complexifie les opérations.