Contrairement aux méthodes traditionnelles d’usinage, le principe de l’impression 3D est de superposer des couches de matériaux de manière précise jusqu’à obtenir le produit final. Parmi la multitude de technologies existantes, le FDM, le SLA et le SLS sont les plus populaires.
Le FDM ou FusedDepositionModeling (dépôt de matière fondue)
On le connait aussi sous le nom de FFF pour Fabrication de Filaments Fondus. C’est de loin la technologie la plus courante en impression 3D. Il repose sur l’extrusion de matériau thermoplastique. Le filament de plastique est fondu,puis déposé par couche selon un chemin défini par le logiciel d’impression pour former la pièce tranche par tranche. Ce processus est souvent utilisé dans la création de modèles architecturaux, de prototypes fonctionnels ou d’outils rapides de volume moyen.
Le FDM offre la possibilité d’utiliser un filament biodégradable comme le PLA (PolylacticAcid). Les matériaux sont aussi vendus avec une large gamme de couleurs et à prix raisonnable. Cette technologie ne demande pas une grande préparation avant l’impression. Ainsi, il convient aux applications éducatives pour les enfants.
Toutefois, c’est un procédé qui nécessite l’utilisation d’un support d’impression. Il est donc assez difficile, voire impossible, de construire des ponts ou des surplombs directement. Cela veut dire qu’il va falloir dépenser plus de matériaux, plus de matériels, et plus de temps en post-traitement. De plus, la technologie possède une faible résolution. Il est possible d’utiliser une buse avec un plus petit diamètre, mais cela reviendra à réduire les matériaux compatibles.
Le SLA ou Stéréolithographie
Également appelé Photopolymérisation Sélective de Résines, le SLA a été la première technologie de fabrication additive développée par les ingénieurs. Bien qu’il soit devancé par le FDM en termes d’utilisation, il reste toujours très prisé par les professionnelscar c’est un procédé permettant de fabriquer des pièces d’une très haute précision avec une finition de surface de qualité exceptionnelle. Les pièces sont produites à partir d’une résine liquide photosensible (qui se durcit sous l’effet d’un laser).
Différents types de résine se vendent sur le marché avec des propriétés similaires aux thermoplastiques industriels, techniques ou standards. Les détails des pièces imprimées par la technologie SLA sont très fins, et les couches sont à peine visibles. C’est pourquoi elle est idéale pour fabriquer des moules ou des prototypes détaillés, ainsi que des pièces fonctionnelles.
Cette méthode est surtout avantageuse à cause de sa haute résolution (jusqu’à 50 µm sur tous les plans) et de son rendu lisse. D’ailleurs, c’est le procédé le plus couramment utilisé en joaillerie et en industries dentaires.
Néanmoins, tout comme le FDM, l’impression 3D SLA nécessite des supports et puisque c’est une technologie qui ne permet pas l’utilisation de deux matériaux différents, il faudra enlever ces supports de manière mécanique. Certaines imperfections peuvent alors apparaître au niveau du point de contact de la pièce. En outre, les travaux de post-traitements présentent une certaine toxicité.
Le SLS ou Selective Laser Sintering
Bien qu’il soit assez répandu dans le secteur industriel, le SLS, ou frittage sélectif par laser, est moins bien connu par le grand public. Le frittage est le procédé de fabrication permettant de chauffer de la poudre, ou néanmoins d’atteindre son point de fusion. Utilisé pour la technologie d’impression 3D, le SLS consiste à fritter sélectivement de la poudre (distribuée couche par couche par un dispositif appelé « recoater ») grâce à un système de balayage laser.
À la différence du FDM et du SLA, c’est une technologie qui peut imprimer sans support. Elle est ainsi parfaite pour la fabrication de produits finaux en petites séries. Le post-traitement des pièces est ainsi facilité. De plus, ces dernières ont une densité élevée, ainsi qu’une bonne isotropie. La technologie offre également une bonne finition de surface.
Cependant, ce procédé possède aussi ses limites. Comparé aux autres méthodes de fabrication additive, il offre un volume d’impression réduit. D’un autre côté, si le post-traitement est simplifié, l’imprimante nécessite une préparation et un nettoyage minutieux avant l’opération.
