La stéréolithographie (SLA) appartient à la famille des technologies d’impression 3D basées sur la polymérisation en cuve, technologies qui font usage de résines thermodurcissables, polymérisables à la lumière, pour procéder aux impressions. Il s’agit d’un procédé de fabrication additive particulièrement puissant, capable de produire des pièces d’une grande exactitude, avec une résolution très élevée, et pouvant être utilisées directement en application finale, dans le cadre de productions à faible volume, ou pour du prototypage rapide. Le principal avantage de la stéréolithographie, en plus de sa propension à générer peu de déchets, c’est sa capacité à produire des pièces dotées d’un grain de surface remarquablement lisse.

De nos jours, la technologie SLA peut être utilisée dans un grand nombre de segments industriels et pour de nombreuses applications d’impression 3D, qu’elles soient destinées au grand public ou à un usage professionnel.

Impression 3D grand public

L’impression 3D SLA grand public (ou « domestique ») est principalement destinée aux amateurs et aux fabricants de petites séries. La gamme se compose de machines compactes, avec un volume d’impression réduit , et disponibles à des prix raisonnables. Ces imprimantes permettent à leurs utilisateurs, ou aux personnes qui en font un hobby, d’expérimenter différentes variations de leurs modèles CAO et de réaliser des prototypes avec un bon niveau de détails.

Caractéristiques 

• Prix : les premiers prix commencent aux alentours de 300€ ce qui, comparé aux technologies FDM ou MJF, demeure assez cher. Toutefois, cela se justifie par le niveau de détails obtenu avec la technologie SLA.
• Volume d’ouvrage : les imprimantes 3D SLA domestiques sont conçues pour produire des ouvrages de petite taille, sur des volumes réduits. Elles sont d’ailleurs considérées comme des « mini-versions » de leurs homologues industriels. En moyenne, la taille des ouvrages obtenus se situe aux alentours de 145 mm X 145 mm x 175 mm.
• Matériaux : en dépit de sa taille, la quantité de matériaux disponibles est assez intéressante, avec des résines pouvant servir à la fabrication de pièces transparentes, solides ou flexibles, voire même des prothèses dentaires. Dans le cadre de l’impression grand public, les matériaux les plus communs sont : les PC et assimilés, les ABS et assimilés, les EPU et assimilés. Beaucoup de ces matériaux sont disponibles sur le marché à des prix très abordables, avoisinant parfois les 15€ pour 500 ml.
• Résolution : les imprimantes 3D grand public sont habituellement capables de fournir une excellente résolution, surtout ramenée au prix d’achat, mais qui souffre d’une pauvre répétabilité. L’épaisseur de couche est d’environ 25 à 200 microns. 
• Poids : le poids d’une imprimante 3D SLA domestique est inférieur à 10 kg, ce qui en fait un appareil facilement transportable.

Applications

En règle générale, les imprimantes 3D SLA destinées au grand public ne sont ni particulièrement puissantes, ni suffisamment efficaces pour être utilisées afin de faire du prototypage rapide dans un cadre industriel. Elles sont néanmoins capables de produire des pièces solides ou flexibles, utilisables en tant qu’implants dentaires, voire aptes à être coulées. Comparée à celle des imprimantes industrielles, la résolution des imprimantes SLA grand public demeure assez faible, les pièces obtenues pourront donc nécessiter d’être traitées en post-usinage. De plus, pour des modèles complexes, la réalisation pourra prendre plusieurs heures. 

Les limitations intrinsèques des imprimantes 3D grand public, tant en termes de volume d’ouvrage que de temps d’exécution, en font des appareils principalement destinés à un usage domestique.

Limites

• Un volume d’ouvrage réduit : les imprimantes 3D grand public sont rarement en mesure de réaliser des ouvrages dont le volume excède 150 mm x 150 mm x 150 mm, ce qui limite de facto ce genre d’imprimante à des objets de petite taille.
• Une répétabilité assez pauvre : les imprimantes 3D grand public sont capables d’imprimer en haute définition, à des niveaux similaires à l’impression industrielle, mais sont incapables de maintenir la même résolution sur un usage prolongé.
• Un choix de matériaux plus restreint : en termes de matériaux d’impression, les imprimantes 3D grand public sont limitées à une poignée de résines différentes.
• Des impressions lentes : la lenteur d’impression, et les erreurs encore trop fréquentes, constituent toujours les principaux obstacles à la démocratisation de l’impression 3D.
• Une basse résolution : bien que la précision s’améliore continuellement à chaque nouvelle génération d’imprimante 3D SLA domestique, elle demeure inférieure à celle que l’on peut obtenir avec une imprimante 3D professionnelle. De ce fait, la complexité des modèles réalisables est limitée.

Impression 3D industrielle 

L’impression 3D industrielle (aussi appelée « impression 3D professionnelle ») est le pendant industriel de l’impression 3D grand public. Les imprimantes SLA professionnelles ont tendance à sortir du lot, tant en termes de volume d’ouvrage que de la précision des pièces réalisées.

Caractéristiques 

• Prix : les imprimantes 3D SLA professionnelles sont utilisées pour réaliser des pièces de qualité industrielle ou médicale. Leur capacité à produire efficacement des gros assemblages avec la meilleure précision possible en font des outils particulièrement chers à l’achat. Les matériaux d’impression souffrent aussi d’un tarif élevé, la conséquence étant que n’importe quelle projet d’impression 3D mené sur ce genre d’imprimante reviendra au moins 10 fois plus cher que sur une imprimante domestique.
• Volume d’ouvrage : une considération importante dans le domaine de l’impression 3D professionnelle, car elle conditionne la taille maximale des ouvrages réalisables en un seul jet. Les imprimantes professionnelles sont en mesure de réaliser aisément des assemblages de taille conséquente, une taille qui va généralement de 2100 mm x 800 mm x 700 mm à plus, selon les imprimantes.
• Matériaux : les imprimantes 3D SLA professionnelles peuvent utiliser davantage de matériaux différents que leurs homologues grand public. La plupart des fabricants maintiennent un catalogue de matériaux propriétaires spécialement conçus à cet effet. La possibilité de choisir parmi un large éventail de matériaux disponibles donne aux utilisateurs une plus grande marge de manœuvre pour déterminer celui qui correspond le mieux à leurs exigences. Naturellement, les imprimantes professionnelles sont compatibles avec tous les matériaux utilisables par les imprimantes domestiques, avec de nombreuses options supplémentaires, comme les matériaux True Silicone ou les résines de qualité industrielle. 
• Résolution : la résolution correspond à l’épaisseur minimum de la couche de matière déposée et constitue une exigence cruciale dans de nombreuses applications industrielles. La résolution des imprimantes professionnelles peut descendre jusqu’à 50 ou 100 microns. Les imprimantes les plus évoluées, et spécialement conçues pour la production industrielle, peuvent même descendre jusqu’à une épaisseur de 25 microns.

Applications

L’impression 3D SLA industrielle est le choix par défaut quand il s’agit de réaliser des ouvrages où la précision et la délicatesse du grain de surface sont les facteurs les plus critiques. La capacité de ces machines à produire des pièces mécaniques volumineuses est aussi un critère à prendre en compte. Parmi les applications les plus communes, on pourra noter :

Applications d’ordre général

• Vérification de modèles CAO pour une démonstration de faisabilité, ou à des fins esthétiques
• Modèles destinés aux analyses de souffleries
• Prototypes fonctionnels pour tester l’intégration mécanique
• Pièces transparentes
• Assemblages complexes
• Pièces produites en lots de grande taille
• Personnalisation étendue

Outillage et patrons

• Outillage pour le moulage par injection, moules et matrices
• Patrons de coulées à la cire perdue
• Gabarits et dispositifs d’assemblage (personnalisés)
• Patrons de référence pour le moulage à vide

Matériaux biocompatibles et de qualité médicale 

• Instruments et guides chirurgicaux
• Appareils dentaires
• Prothèses auditives
• Produits de qualité alimentaire

Limites

Impressions coûteuses

Le coût élevé des impressions est principalement dû au coût de la machine, auquel il faut ajouter le coût, au demeurant assez élevé, du matériau utilisé. D’autres technologies, comme le SLS, se situent dans la même fourchette de prix, pour des matériaux différents.

Principale différence entre les impressions SLA grand public et industrielles 

Les machines professionnelles ont pour principaux avantages leur précision et les tolérances qu’elles peuvent satisfaire. De plus, une bonne imprimante professionnelle est en mesure d’imprimer la même pièce de façon répétée, avec un résultat identique à chaque fois. Et c’est là la principale raison pour laquelle des entreprises sont prêtes à débourser de fortes sommes pour se procurer une imprimante SLA industrielle : l’assurance d’un équipement fiable, capable de maintenir une qualité uniforme sur la durée. 

Les imprimantes domestiques, bien qu’étant capables d’atteindre une haute résolution, souffrent d’une pauvre répétabilité : il est difficile de maintenir la même qualité d’impression passées les premières pièces.

Conclusion

Le tableau ci-dessous récapitule brièvement les caractéristiques de chaque type d’imprimante.

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