Comment fonctionne une imprimante 3D? - clairement expliqué

Les imprimantes 3D deviennent moins chères et plus intéressantes pour les utilisateurs privés. Nous expliquons le fonctionnement d'une imprimante 3D et les différentes méthodes d'impression disponibles.

Fonctionnalité de base des imprimantes 3D

Il existe actuellement trois techniques d'impression 3D différentes. Ils diffèrent par le matériau de départ utilisé et la technique de modélisation. Le principe de base est toujours le même:

• Le modèle pour l'impression 3D n'est pas un fichier texte comme avec les imprimantes ordinaires, mais un modèle 3D car il peut être conçu avec un logiciel de CAO.
• Les types de fichiers les plus courants sont STL (Standard Triangulation Language), VRML (Virtual Reality Modeling Language) et X3D (Extensible 3D).
• L'imprimante 3D est "alimentée" avec ces modèles. Le modèle est ensuite construit à partir de matériaux fusibles, de poudre ou d'un certain liquide.
• Les trois types d'imprimantes 3D courants appliquent des couches minces durcies individuellement.

Imprimante 3D: comment fonctionne la stéréolithographie?

La stéréolithographie (SLA) a été développée dans les années 1980 et est la plus ancienne technologie d'impression 3D.

• La résine époxy liquide, qui est située dans un bassin, sert de matériau de départ.
• Il y a une plate-forme élévatrice dans la piscine qui peut être déplacée de haut en bas. Le modèle 3D est créé à ce sujet.
• Au début de l'impression, l'ascenseur est juste en dessous de la surface de la résine - environ 0, 05 à 0, 25 mm.
• Un laser, fixé au-dessus du bassin, durcit la première couche du modèle.
• Maintenant, l'ascenseur descend un peu. Selon le type d'imprimante et la nature en filigrane du modèle, les couches ont une épaisseur de 0, 05 à 0, 25 mm. La résine époxy coule ensemble sur la première couche déjà durcie.
• Maintenant, le calque suivant de l'objet est durci et s'adapte parfaitement au premier calque sous-jacent.
• Le modèle 3D est construit couche par couche de bas en haut.
• L'avantage du processus SLA est la surface lisse du modèle. Cependant, le liquide ne porte pas de pièces en surplomb tant qu'elles ne sont pas complètement durcies. Pour cette raison, des structures de soutien peuvent être nécessaires.

Comment fonctionne une imprimante 3D?: Frittage laser

Le frittage laser sélectif (SLS) ou la fusion laser sélective (SLM) utilise une poudre comme matière première. La poudre de polyamide 12 est principalement utilisée. Cependant, le sable de moulage recouvert de plastique et de poudre de métal ou de céramique est également possible comme matériau de départ.

• Le frittage laser utilise non seulement un bassin, mais deux bassins disposés côte à côte, chacun avec une plate-forme élévatrice.
• La poudre est la matière première d'un bassin (à gauche sur l'image).
• Un rouleau ramasse la poudre et la fait rouler sur l'ascenseur de la piscine voisine, qui est au sommet au début.
• Un laser fait fondre ou fritte la poudre (dans le cas de la céramique) pour qu'elle se lie et durcisse. Le premier calque de l'objet est créé.
• L'ascenseur dans le bassin de poudre monte un peu, celui dans le bassin d'objet s'abaisse un peu.
• Le rouleau applique la couche de poudre suivante sur la première couche durcie de l'objet et le laser recommence à durcir.
• Le modèle est donc construit couche par couche de bas en haut.
• L'avantage du procédé est le choix polyvalent des matériaux. De plus, aucun support ne doit être disposé, car la poudre est durcie immédiatement et porteuse.
• Contrairement à la stéréolithographie, les objets ont une surface rugueuse lors du frittage laser. Les imprimantes sont également très chères et sont donc plus développées pour l'industrie.

Fused Deposition Modeling (FDM): imprimantes 3D pour les utilisateurs privés

La modélisation par dépôt fondu (FDM) est la méthode la plus répandue.

• On utilise des matériaux qui deviennent liquides ou moulables sous l'effet de la chaleur - par exemple des matériaux thermoplastiques tels que le PVA, le PET et le nylon, mais aussi le chocolat et la cire.
• Le matériau est chauffé dans une buse et liquéfié. Ensuite, il est appliqué sur une couche à certains points - très similaire à l'impression classique - puis refroidi pour durcir.
• Comme pour les autres processus, cela crée une couche après l'autre.
• Un autre inconvénient est que le modèle ne durcit pas complètement immédiatement. Pour cette raison, des structures de soutien peuvent devoir être planifiées en.
• Mais les imprimantes et les matériaux sont relativement bon marché, ils conviennent donc également aux utilisateurs privés.