La stéréolithographie SLA
Découverte par des chercheurs japonais et français au début des années 1980, cette invention a été industrialisée et brevetée pour la première fois en 1984 par Chuck Hull, le co-fondateur de la société 3D Systems Inc.
Le processus de stéréolithographie, plus connu sous le nom de SLA (stereolithography apparatus), est une technique d’impression 3D aussi appelée « écriture en relief » qui se base sur le principe de la photo-polymérisation de résine.
Cette méthode de prototypage rapide utilise les propriétés de certaines résines qui ont la capacité de se durcir sous l’effet de la lumière ou de la chaleur. On les appelle alors résines photosensibles. Ces résines seront durcies couche par couche selon le fichier réalisé à partir d’un logiciel CAO, afin d’obtenir l’objet à fabriquer.
La fourniture d’un fichier 3D est donc un préalable obligatoire pour imprimer une pièce.
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La machine de stéréolithographie est munie d’une cuve contenant de la résine d’époxy liquide. Une plateforme mobile y est plongée, et viendra supporter l’objet en cours de fabrication. La plateforme sera positionnée à une certaine profondeur en dessous du niveau de la résine, déterminant ainsi l’épaisseur de chaque strate. La machine est également équipée d’un faisceau laser ultra-violet, qui a pour propriété de durcir les résines photo sensibles, et ce par couches successives, fines de 0,10 à 0,15 millimètres.
Le laser, fixe, est accompagné d’un dispositif de contrôle du faisceau, et les deux sont situés au-dessus de la plateforme. Le contrôle de la direction du laser est possible au moyen de miroirs très précis et très plats, les déflecteurs. Ce dispositif permet de diriger le laser sur n’importe quel point de la plateforme.
Les différentes strates composant l’objet sont traitées unes à une : tout d’abord, le faisceau ultra-violet balaie la surface de la résine située dans le bac aux endroits définis par le fichier informatique. Sous l’effet des UV, la résine se transforme alors en un polymère solide. Ensuite, la plate-forme s’abaisse d’une épaisseur de couche et la résine encore liquide recouvre alors la partie auparavant solidifiée sur la totalité de la surface. A nouveau, le laser polymérise la seconde couche, et ainsi de suite. L’objet est ainsi imprimé de bas en haut.
Un autre procédé consiste à imprimer l’objet en 3D en le tirant vers le fond de la cuve pour laisser place au travail de la couche suivante sur le dessus.
Une fois terminé, l’objet est sorti de la cuve et la résine non-durcie est dissoute avec un solvant. Selon les résines utilisées, une cuisson de l’objet en fin de processus est nécessaire pour achever de le durcir.
Les résines photopolymères sont disponibles en plusieurs couleurs et présentent différentes propriétés physiques, chacune correspondant à un usage spécifique.
