Service d'impression 3D
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La modélisation par dépôt fondu est un procédé d'impression 3D où du plastique fondu et, dans de rares cas, des métaux fondus, sont appliqués en couches succesives sur une plate-forme de travail. La base du processus FDM est un modèle numérique 3D, qui est décomposé en un grand nombre de couches individuelles (tranches) par des programmes CAD spéciaux. Ces couches sont ensuite transférées sur la plate-forme de travail par l'imprimante 3D.

Les avantages de la modélisation par dépôt fondu sont principalement le faible coût et la rapidité d'exécution de l'impression 3D. Cela permet des délais de livraison courts et une impression économique. En outre, les composants imprimés sont extrêmement stables sur le plan dimensionnel. Les inconvénients sont la faible précision des parties imprimées et la visibilité des différentes couches d'impression. Avec certains matériaux, en particulier l'ABS, les pièces fines peuvent se déformer. C'est ce qu'on appelle « l'effet de distorsion ». Un autre inconvénient dans certains cas est la particularité technique de l'impression FDM, à savoir que les solides ne sont pas solides mais toujours imprimés avec une structure de remplissage.

En principe, tous les thermoplastiques peuvent être utilisés comme matériaux pour l'impression FDM. L'ABS, les polyamides, le PEEK ou le PA6 sont fréquemment utilisés, de même que les polycarbonates, le PET ou le polypropylène. Les empreintes FDM en métal sont encore en cours d'essai. Toutefois, cette mesure n'a pas encore été mise en œuvre à l'échelle industrielle.

La stéréolithographie est le plus ancien procédé d'impression 3D utilisé à ce jour. La stéréolithographie (SLA) a été inventée dès 1983, et est toujours utilisée industriellement sous une forme presque inchangée. La stéréolithographie utilise les propriétés de photopolymérisation de la lumière pour imprimer des composants en 3D. Les photopolymères, par exemple les résines époxy ou synthétiques, sont imergées dans un bain de plastique liquide. Il s'agit des monomères de base du plastique. Un laser est utilisé pour durcir les plastiques aux points spécifiés par un modèle CAD. Une fois qu'une couche a durci, la plate-forme de travail de l'imprimante 3D est abaissée de quelques millimètres. Un essuie-glace répand une nouvelle couche de plastique liquide et le laser est à nouveau utilisé. L'objet désiré est ainsi construit couche par couche.

Pour des raisons techniques, seules les résines plastiques photosensibles (époxy, acylate ou élastomère) sont utilisées comme matériau pour la stéréolithographie. Le SLA est utilisé pour la production de modèles filigranes, de modèles de conception et de prototypes, mais aussi pour la production de composants fonctionnels ou de modèles maîtres pour le moulage. Comme inconvénient, la fragilité des objets créés doit être mentionnée, ce qui limite les champs d'application. Étant donné qu'il n'est pas possible d'éviter des retouches importantes telles que le séchage des objets dans une armoire UV ou le retrait manuel des structures de support dans l'impression SLA, le processus est comparativement coûteux.

Des pièces solides avec une grande précision, une haute résolution et dans les plus brefs délais : le Multi Jet Fusion est sans aucun doute l'une des technologies les plus puissantes en matière d'impression 3D aujourd'hui. Dans ce processus, un liquide thermoconducteur, appelé « agent de fusion », est appliqué sur une couche de poudre de matériau (généralement du polyamide 12). Une source de chaleur infrarouge est utilisée directement après. L'agent de fusion veille à ce que les zones qu'il mouille soient plus chauffées que le reste de la poudre de matière. Cela permet de s'assurer que la matière fond. Pour obtenir des bords nets et des contours précis, on utilise un autre agent, le « Detailing Agent ». Cet agent est appliqué exactement autour des zones où l'agent fusant est utilisé. Cela crée une différence de température importante, et les arêtes vives et les contours précis souhaités sont créés.

Les avantages du procédé Multi Jet Fusion sont la densité de presque 100 % des composants imprimés et la vitesse élevée de l'impression. La vitesse d'impression à la MJF est environ 10 fois plus rapide que celle d'autres procédés comparables. En raison des petites gouttelettes utilisées dans le procédé Multi Jet Fusion pour l'impression 3D, la résolution (1 200 dpi) dépasse toute autre méthode de fabrication additive. La surface quelque peu rugueuse des objets imprimés et la limitation à un seul matériau peuvent être considérées comme des inconvénients (PA 12). Si des couleurs autres que le gris ou le noir sont souhaitées pour les objets imprimés, des frais supplémentaires pour un revêtement sont encourus.

Le procédé PolyJet, parfois aussi appelé MultiJet Modeling, est l'un des procédés les plus répandus dans le domaine du prototypagerapide. Dans le procédéPolyJet, une tête d'impression est utilisée pour appliquer un photopolymère en couches, qui est distribué en minuscules gouttelettes, sur une plate-forme de construction pour l'impression 3D. Dans l'impression 3D PolyJet, des couches très fines de seulement 16 à 32 µm d'épaisseur sont possibles, ce qui donne aux modèles un niveau de détail extrêmement élevé. En outre, des surfaces lisses sont créées qui sont similaires à celles produites par le moulage par injection. L'impression PolyJet permet également de combiner facilement plusieurs matériaux différents pour une même pièce. Par exemple, des matériaux solides et similaires au caoutchouc peuvent être combinés, ou différents matériaux peuvent être mélangés pendant l'impression 3D pour créer des propriétés de pièces complètement nouvelles. Outre ces avantages, il convient également de mentionner que l'impression PolyJet 3D implique de une longue durée d'impression, ce qui rend la production assez coûteuse. Des structures de soutien sont également nécessaires dans les lieux d'impression. Par conséquent, les pièces imprimées doivent souvent être retravaillées manuellement, ce qui augmente encore le prix. Les matériaux utilisés sont une grande variété de plastiques, tels que l'ABS ou le polypropylène, ainsi que des formes mixtes.

Dans le frittage laser sélectif (SLS), un matériau de départ en poudre, généralement du polyamide ou de l'élastomère, est appliqué sur toute la surface de la plate-forme de travail de l'imprimante 3D. La poudre est ensuite frittée par un rayon laser selon le contour spécifié, c'est-à-dire chauffée juste en dessous du point de fusion. La matière se lie ainsi le long du contour souhaité. Lorsqu'une couche est terminée, la plate-forme de travail s'abaisse de l'épaisseur de la couche. Une nouvelle couche de poudre est appliquée et le processus recommence. Couche par couche et de bas en haut, l'objet souhaité est créé dans l'imprimante 3D. Comme les structures en surplomb sont stabilisées dans le lit de poudre, la fixation (et le retrait ultérieur) des structures de soutien n'est pas nécessaire. Les composants créés sont mécaniquement résistants, thermostables et légers. En outre, SLS peut être utilisé pour imprimer des objets verrouillés et donc mobiles. Un des inconvénients du procédé SLS est la surface relativement rugueuse et les longs cycles d'impression. Les tolérances réalisables sont également plus élevées qu'avec d'autres procédés tels que la stéréolithographie ou le procédé PolyJet. Comme nous l'avons déjà mentionné, le polyamide est le principal matériau utilisé pour la SLS. Moins fréquemment, les polyuréthanes thermoplastiques (TPU) ou les polyéthercétones (PEK) sont également utilisés dans le frittage sélectif au laser. Si le PA12 (nylon) est utilisé pour le SLS, il peut être enrichi avec des additifs pour obtenir des propriétés spécifiques du matériau. Les matériaux supplémentaires sont par exemple l'aluminium ou la fibre de carbone.

La fusion sélective au laser (SLM) est considérée comme l'un des procédés d'impression 3D les plus polyvalents et une alternative rentable au soudage, au fraisage ou au moulage. Dans la fusion sélective au laser, le métal sous forme de poudre est appliqué sur une plate-forme de construction, puis fondu le long du contour souhaité à l'aide d'un rayon laser. La SLM travaille également couche par couche, ce qui signifie qu'après avoir créé une couche, la plate-forme de construction est abaissée, de la poudre fraîche est appliquée puis fondue à nouveau. Les structures de soutien nécessaires sont automatiquement installées parallèlement au processus d'impression proprement dit.

L'avantage de la SLM est clairement la liberté de conception. Comme les composants sont construits couche par couche dans la forme souhaitée, même des géométries extrêmement complexes et des pièces mobiles peuvent être générées à partir de matériaux difficiles à usiner. La fusion sélective au laser est en même temps extrêmement économique en raison des quantités minimales de déchets. Les matériaux utilisés sont l'aluminium, l'acier inoxydable, le titane ou des alliages de chrome-cobalt. Selon le fabricant ou l'entreprise de production, la fusion sélective au laser est également connue sous le nom de DMLS (Direct Metal Laser Sintering), LMF (Laser Metal Fusion) ou Additive Layer Manufacturing. Cependant, les différents termes font tous référence au même processus.

Outre les procédés couramment utilisés dans l'industrie, il existe d'autres possibilités d'impression en 3D. Par exemple, l'impression 3D, dans laquelle une poudre semblable au gypse est liée couche par couche à l'aide d'un liant. Ou le traitement numérique de la lumière (DLP), qui est à peu près similaire à la stéréolithographie. Toutefois, un projecteur ou un écran LCD est utilisé à la place d'un laser pour la polymérisation du matériau de base. La fusion par faisceau d'électrons (EBM) est également utilisée pour l'impression 3D. L'EBM nécessite toujours un matériau conducteur sous forme de poudre. Le matériau est « bombardé » par l'énergie des électrons dans l'imprimante 3D et est ainsi amené à fondre. Il n'est pas possible de répondre de manière générale à la question de savoir quel est le procédé d'impression 3D le plus économique, le plus rapide et le plus optimal pour l'application concernée. Chaque processus a ses avantages et ses inconvénients spécifiques. Par conséquent, pour chaque procédé d'impression 3D, il est nécessaire de déterminer quel procédé doit être choisi comme étant approprié. 
Il n'est pas possible de répondre de manière générale à la question de savoir quel est le procédé d'impression 3D le plus économique, le plus rapide et le plus optimal pour l'application concernée. Chaque processus a ses avantages et ses inconvénients spécifiques. Par conséquent, pour chaque procédé d'impression 3D, il est nécessaire de déterminer quel procédé doit être choisi comme étant approprié.