Nous allons vous expliquer l’impression par frittage sélectif par laser, plus généralement appelée impression SLS. SLS signifiant “Selective Laser Sintering”.
Principe de l’impression SLS
Le frittage laser sélectif ou SLS, est un procédé de fabrication additive. Un laser vient chauffer et fusionner une poudre en un matériau solide basé sur un modèle 3D numérique. Ainsi, l’énergie thermique fait fusionner de manière sélective des zones spécifiques d’un lit de poudre.
Fonctionnement de l’impression SLS
Les imprimantes 3D SLS utilisent un laser haute puissance pour faire fusionner de petites particules de poudre polymère. La poudre est ainsi distribuée en fine couche au dessus d’une plateforme à l’intérieur de la chambre de fabrication.
- L’imprimante préchauffe la poudre à une température légèrement inférieure au point de fusion du matériau brut.
- Ce préchauffage permet au laser d’augmenter plus facilement la température de zones spécifiques du lit de poudre. Cela se fait au fur et à mesure que ce dernier trace la forme du modèle pour solidifier la pièce.
- Le laser balaye une section transversale du modèle 3D, tout en chauffant la poudre à une température légèrement inférieure ou égale au point de fusion du matériau.
- Les particules fusionnent mécaniquement pour créer une pièce solide.
- La poudre non fusionnée sert de support pour la pièce pendant l’impression et élimine le besoin de structures de support dédiées.
- La plateforme s’abaisse d’une seule couche dans la chambre de fabrication, typiquement entre 50 et 200 microns. Puis un ré-enducteur applique une nouvelle couche de poudre par-dessus.
- Le laser balaye ensuite la section transversale suivante de la pièce.
- Ce processus se répète pour chaque couche jusqu’à ce que l’impression soit terminée. Puis on laisse les pièces finies à l’intérieur de l’imprimante afin qu’elles refroidissent progressivement.
- Une fois les pièces refroidies, l’opérateur retire la chambre de fabrication de l’imprimante et la transfère à la station de nettoyage. Cela sépare les pièces imprimées et nettoie l’excès de poudre.
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Matériaux compatibles avec l’impression SLS
Le matériau le plus courant utilisé dans le frittage sélectif par laser est le nylon. Un thermoplastique technique apprécié pour son poids léger, sa robustesse et sa souplesse. En effet, le nylon est résistant aux chocs, aux produits chimiques, à la chaleur, à la lumière UV, à l’eau et à la contamination. Le nylon est un polymère thermoplastique synthétique appartenant à la famille des polyamides. Ses deux versions couramment utilisées dans le frittage sélectif par laser sont le nylon 11 et 12, ou le PA 11 et PA12. PA est l’abréviation de polyamide, et les nombres indiquent le nombre d’atomes de carbone dans le matériau. Les deux versions sont similaires en termes de propriétés, PA11 étant légèrement plus flexible et résistant aux chocs, que le PA12 qui est plus robuste, plus résistant à l’abrasion et biocompatible.
Les nylons 11 et 12 sont des poudres à composant unique, mais les imprimantes 3D SLS peuvent également utiliser des poudres à deux composants, telles que les poudres enduites ou les mélanges de poudre. Les composites de nylon contenant l’aluminide, le carbone ou le verre sont développés pour optimiser la résistance, la rigidité et la flexibilité des pièces. Avec ces poudres à deux composants, seul le composant ayant la température de transition vitreuse la plus faible est fritté pour lier les deux composants.
Il faut savoir que l’impression par frittage de poudre, n’est pas la seule technique d’impression existante. En effet, il en existe en tout 5. Venez également découvrir, l’impression par dépôt de matière, par photo polymérisation, par pulvérisation de matière et par lamination.