Imprimantes 3D à résine ou à filament : laquelle est la meilleure ?
Josh Hendrickson
Si vous envisagez d’acheter une imprimante 3D, vous pourriez être surpris de découvrir qu’il existe deux types distincts d’imprimantes 3D : la modélisation par dépôt de fil fondu (FDM) et la résine. Bien que les deux utilisent du plastique pour créer des impressions 3D, ce que vous devriez obtenir dépend de plusieurs facteurs, de quoi et où vous imprimerez, à la quantité d’agitation après impression que vous êtes prêt à faire. Regardons de plus près.
Fabrication additive: le Layer Cake de l’impression 3D
La plupart des impressions 3D, en particulier au niveau des amateurs ou des prototypes, sont créées par un processus appelé fabrication additive. Bien que cela semble complexe, ce n’est en fait que le terme technique pour créer un objet en imprimant des couches très fines, les unes sur les autres, pour créer l’impression souhaitée. Ceci est vrai que le procédé utilisé soit une impression FDM (Fused Deposition Manufacturing), parfois appelée impression FFF (Fused Filament Fabrication), ou par stéréolithographie, utilisant une résine plastique liquide qui durcit lorsqu’elle est exposée à une lumière ultraviolette d’une certaine fréquence. Si vous pensez à un gâteau composé de couches plutôt qu’à un morceau de gâteau, vous avez l’idée.
Imprimantes FDM—Création d’un objet à partir d’un rouleau de plastique
Une imprimante FDM dépose une couche sur une autre. sadedesign/Shutterstock.com
L’impression 3D FDM est actuellement la forme la plus populaire d’impression 3D à prix bas à modéré, bien que cela change car les imprimantes à résine à prix raisonnable inondent le marché. L’impression FDM utilise un rouleau de plastique filiforme fin de 1,75 mm ou 3 mm de diamètre, 1,75 mm étant le plus populaire. Le filament thermoplastique est fourni sur une bobine en plastique. La bobine de taille la plus populaire contient 1 kg en poids de filament. Pratiquement aucun fournisseur ne vous dit réellement la longueur du filament, seulement son poids. C’est bien parce que la plupart des logiciels de découpage, qui convertissent le modèle d’objet 3D en Gcode qui indique à l’imprimante où et comment imprimer chaque couche, vous diront souvent combien de filament en mètres ou en pieds l’objet nécessitera.
Les filaments pour imprimantes 3D FDM sont disponibles dans une variété de matériaux différents, chacun étant plus adapté à l’impression de différents types d’objets. Le PLA (acide polylactique) est le plus populaire et le plus facile à utiliser du point de vue de la spécification de facteurs tels que la température de l’extrudeuse et d’autres paramètres. Il est biodégradable, inodore et ne nécessite pas de plate-forme de construction chauffée pour y adhérer. Il est également généralement un peu moins cher que les autres matériaux de filament.
L’ABS (acrylonitrile butadiène styrène) est un autre filament populaire et est généralement un matériau plus solide et plus durable que le PLA. Les paramètres d’impression sont également un peu plus délicats que le PLA, nécessitant une température d’extrudeuse plus élevée et une plaque de construction chauffée pour de meilleurs résultats et pour éviter le gauchissement. D’autres matériaux tels que le PETG (polyéthylène téréphtalate). Le TPU (polyuréthane thermoplastique), le nylon et d’autres matériaux comme les filaments qui contiennent des charges telles que des fibres de métal ou de bois, sont également nombreux et vous permettent d’imprimer des objets qui ressemblent à du métal, du bois ou même de la fibre de carbone.
Le processus d’impression proprement dit de l’impression par filament peut être considéré comme un pistolet à colle qui se déplace en trois dimensions. Un module d’extrudeuse déroule le filament en plastique et l’entraîne dans l’extrémité chaude (qui est parfois incorporée dans l’extrudeuse), où il est fondu et expulsé d’une buse métallique. L’extrémité chaude est déplacée en trois dimensions – le long de l’axe X (d’un côté à l’autre), de l’axe Y (avant et arrière) et de l’axe Z (haut et bas). Avec certaines imprimantes, c’est l’extrémité chaude qui se déplace, et dans certaines, la plate-forme de fabrication se déplace sur les axes X et Y, et l’extrémité chaude se déplace sur l’axe Z. Le résultat net, dans tous les cas, est qu’une fine ligne de filament fondu est déposée, d’abord sur la plate-forme de construction pour la première couche, puis au-dessus de chaque couche précédente, en construisant l’objet imprimé couche par couche jusqu’à ce que le l’objet est terminé.
Les éléments à prendre en compte avec une imprimante FDM incluent les types de filaments qu’elle peut utiliser, la taille du lit d’impression et si le lit d’impression peut être chauffé. Un lit d’impression chauffé est important si vous souhaitez utiliser la plus grande variété de types de filaments. Avec de nombreux types de filaments, tels que l’ABS, un lit d’impression non chauffé peut empêcher l’objet que vous imprimez de coller au lit d’impression ou provoquer le gauchissement de la base de l’objet imprimé lorsque le plastique refroidit. Et gardez à l’esprit que certains plastiques dégagent des fumées désagréables lorsqu’ils sont fondus, donc leur utilisation peut nécessiter de placer l’imprimante là où les fumées produites ne seront pas gênantes.
Une autre considération est le logiciel fourni avec l’imprimante. L’application fournie avec chaque imprimante, qu’elle soit FDM ou SLA, s’appelle un slicer. Le slicer convertit l’image du modèle en instructions qui contrôlent l’imprimante et la qualité d’impression. Le langage utilisé par les imprimantes 3D s’appelle Gcode.
Certains fournisseurs d’imprimantes, tels que XYZprinting, utilisent leur propre logiciel de découpage. D’autres utilisent le logiciel CURA développé et maintenu par le fournisseur d’imprimantes Ultimaker. CURA est publié en tant que logiciel open source, les fournisseurs d’imprimantes individuels ajoutant les profils d’imprimante, qui définissent certains des paramètres d’impression, à la liste des imprimantes prises en charge. Certains autres trancheurs populaires sont KISSlicer, PrusaSlicer, Repetier et Slic3r. Si vous pensez que vous pourriez éventuellement acheter plusieurs imprimantes FDM auprès de différents fournisseurs, il peut être judicieux pour vous d’utiliser un trancheur universel comme CURA, qui prend en charge des centaines de modèles d’imprimantes différents de nombreux fournisseurs.
Imprimantes à résine SLA — Impression avec lumière invisible
Les imprimantes à résine créent des objets à partir de plastique liquide photosensible. luchschenF/Shutterstock.com
Une deuxième technologie d’impression 3D est la stéréolithographie, souvent abrégée en SLA. La stéréolithographie a été la première technologie d’impression 3D et a été inventée en 1986. Les imprimantes 3D SLA utilisent une forme de résine liquide qui durcit lors de l’exposition à la lumière ultraviolette par un processus appelé photopolymérisation. Dans la plupart des imprimantes SLA amateurs, cette source de lumière est une LED UV qui brille à travers un panneau LCD qui laisse passer une partie de la lumière et en bloque d’autres. Lorsque la lumière UV traversante frappe la couche de résine, elle durcit le plastique sur une plate-forme de construction qui se déplace verticalement et expose plus de résine liquide pour créer l’objet couche par couche.
Il existe un nombre énorme de résines disponibles, et beaucoup sont destinées à l’impression spécialisée de types spécifiques d’impressions 3D en résine. Ceux-ci incluent le plastique dur, le plastique flexible, la résine pour la fabrication de bijoux et le moulage à la cire perdue, et les résines utilisées dans les laboratoires dentaires. La résine standard est disponible auprès d’une douzaine de vendeurs ou plus et est vendue au litre (ou demi-litre).
Les imprimantes à résine sont salissantes et toxiques. La résine peut entrer en contact avec vos mains ou vos yeux, et des gants en nitrile et une protection oculaire sont suggérés. Presque toutes les résines utilisées dans l’impression 3D dégagent des fumées et nécessitent une utilisation dans un endroit bien ventilé. L’impression en résine présente de sérieuses lacunes pour l’utilisateur débutant, y compris les trancheuses spécialisées, les petites plaques de construction ; et la nécessité d’un post-traitement, y compris un lavage à l’alcool isopropylique et un durcissement UV de l’extérieur de l’objet (bien que le laisser au soleil pendant plusieurs heures accomplisse cela). Si vous choisissez l’impression à la résine, un accessoire intéressant est une station de lavage et de durcissement, qui peut coûter 100 $ ou plus. De nombreux fabricants d’imprimantes 3D à résine créent également des stations de durcissement assorties qui sont compatibles les unes avec les autres. L’impression en résine était autrefois beaucoup plus chère que l’impression FDM,
Prendre votre décision
Pour de nombreux acheteurs potentiels, une imprimante à filament FDM sera la voie à suivre pour votre première imprimante 3D. L’impression en résine est salissante, crée des fumées et nécessite une quantité considérable de finition après impression, y compris une sorte de boîte d’impression UV pour durcir la couche de résine la plus externe ou laisser l’objet au soleil pour durcir la couche de surface. L’excès de résine doit également être éliminé avec précaution ; vous ne pouvez pas simplement le rincer dans l’évier ou le jeter dans les toilettes. Les imprimantes à filament FDM sont tout simplement moins chères et plus faciles à utiliser (du moins pour commencer).
Pourtant, malgré tout le désordre, l’agitation et les émanations, les objets imprimés en résine ont tendance à être plus détaillés et à présenter moins de couches. Les imprimantes à résine sont très populaires pour l’impression de miniatures. La trancheuse fournie avec les imprimantes à résine diffère quelque peu de celles livrées ou disponibles pour une imprimante FDM. Ils accomplissent toujours la même fonction, convertissant les modèles en code que l’imprimante peut exécuter. Néanmoins, comme une imprimante à résine fonctionne différemment d’une unité FDM, le code est également différent. De nombreuses imprimantes à résine sont livrées avec une trancheuse appelée Chitubox, et la trancheuse Prusa fonctionnera également avec les imprimantes SAL.
Quelle que soit la technologie que vous choisissez, il existe des milliers de fichiers d’objets 3D en ligne et disponibles gratuitement en téléchargement. Un bon point de départ est le Thingiverse.com de Makerbot. Commencer vos projets d’impression 3D avec l’un d’entre eux est un excellent moyen d’acquérir de l’expérience.