Technologie Polyjet : impression 3D par jet de matière
Tout savoir sur le Polyjet : procédé, avantages, limites et applicationsL’impression 3D s’est fortement démocratisée ces dernières années, il existe aujourd’hui de nombreuses technologies d’impression 3D : FDM, SLA, DLP, SLS,… Il devient parfois difficile de comprendre ces différents procédés et de se positionner en tant que professionnel sur une technologie voire sur une imprimante. C’est pourquoi aujourd’hui, nous allons aborder le sujet de l’impression 3D par jet de matière : une technologie qui a su montrer ses preuves dans la sphère professionnel, tant pour les industriels que pour le secteur médical ou dentaire. Mais alors, qu’est-ce que la technologie par jet de matière – appelée également PolyJet – et comment ça marche ? En quoi cette technologie est-elle unique par rapport à l’impression 3D FDM ou SLA ? On vous dit tout !
Le Polyjet, qu’est ce que c’est ?
Basé sur le concept de jet de matériaux, cette technologie a d’abord été brevetée par la société Objet Ltd. en 1999 puis acquise par Stratasys en 2011 pour être utilisée sous le nom de « PolyJet » pour sa gamme d’imprimante 3D par jet de matière.
L’impression 3D PolyJet de Stratasys, comment ça marche ?
De la même façon que les imprimantes par jet de matière, le processus consiste à faire polymériser par radiation UV un photopolymère – type de résine plastique liquide qui durcit au contact des rayons ultraviolets – couche après couche jusqu’à l’obtention de la pièce finale.
Pour comprendre les étapes : la tête d’impression de l’imprimante 3D, similaire à une imprimante à jet d’encre, est composée de plusieurs buses de projection utilisées pour éjecter la résine photopolymère. Ces buses peuvent projeter un matériau différent ou une couleur distincte.
L’impression PolyJet débute par la création de la pièce souhaitée à l’aide d’un logiciel CAO. Le modèle est ensuite tranché, couche par couche, à l’aide d’un logiciel de tranchage, appelé slicer. Ces couches sont ensuite recréées par les têtes d’éjection au fur et à mesure qu’elles projettent de micro-gouttelettes de résine photopolymère qui seront polymérisées grâce aux lampes UV situées de part et d’autre de la tête d’impression. Une fois la première couche polymérisée, la plateforme d’impression s’abaisse et le processus se répète jusqu’à ce que l’objet soit réalisé.
Ci-dessous une vidéo explicative du processus par Stratasys :
Les avantages de la technologie PolyJet
Très appréciée par les professionnels, la technologie PolyJet est l’une des plus fiables, précises et rapides que ce soient pour la réalisation de prototypes détaillés, des productions ou encore des applications de qualité industrielles.
1. Une technologie à la précision et aux détails encore inégalée
La résolution et la précision dimensionnelle de PolyJet est excellente. Chaque couche peut aller jusqu’à un détail de 16 microns, soit 0.016 millimètres. Ce niveau de détail est bien supérieure à la technologie FDM et SLA, et rivalise les technologies d’impression basées sur le laser (type SLS). Ces caractéristiques font de cette technologie l’une des meilleures en termes de précision et de résolution sur le marché de l’impression 3D. C’est LE choix idéal pour la réalisation de prototypes nécessitant une vue précise.
2. La possibilité de réaliser des pièces en plusieurs matériaux et multicolores
Ce qui différencie cette technologie par rapport à d’autres (SLA, SLS ou FDM) est sa capacité à imprimer des pièces avec des couleurs différentes mais également composées de matériaux différents.
Les multiples buses de projection sont chacune capables de projeter un matériau différent ou une couleur distincte. Cela signifie qu’une seule impression peut être faite de différents matériaux ou couleurs et ce, sans changement d’outils. Ainsi, il devient facile de créer des pièces multicolores grâce aux imprimantes Polyjet de Stratasys. Les matériaux utilisés peuvent également passer de rigide à souple voire élastique ou même soluble permettant ainsi de créer des supports facilement retirables.
3. Possibilité de créer des pièces complexes, lisses aux propriétés mécaniques homogènes grâce à une large sélection de matériaux
L’utilisation de la résine, par leur fluidité et leurs propriétés, permet la fabrication de modèles complexes avec des éléments internes détaillés et élaborés. L’injection par jet de matière permet également de produire des pièces aux surfaces lisses, comparables au moulage par injection et a un produit fini. Ce qui n’est pas rendu possible par les autres technologies d’impression 3D, notamment FDM ou SLS. Les qualités des résines peuvent apporter aux pièces un aspect lisse mais également des propriétés mécaniques et thermiques homogènes grâce à une sélection large de matériaux. Stratasys met a disposition plus de 100 matériaux différents pour ses imprimantes 3D PolyJet : ABS, PC, nylon, résine biocompatible, transparente ou élastique, de quoi trouver chaussure à son pied.
5. Gain de temps pour le post-traitement d’une pièce permis par le séchage instantané
Un des autres avantages de la technologie PolyJet par rapport à la technologie SLA (stéréolithographie) qui utilise également une résine liquide photopolymère et une lumière UV, est le durcissement instantané de la résine. Ce qui évite donc le procédé de durcissement supplémentaire permettant de développer les propriétés physiques d’une pièce nécessaire à la technologie SLA. Cela réduit considérablement le temps de post-traitement de la pièce PolyJet.
6. Moins de pertes de matière
Contrairement aux procédés d’impression SLS ou MJF qui utilisent des poudres et génèrent une quantité de déchets, la technologie PolyJet basée sur des résines durcissantes réduit (voire annule) la possibilité de gâchis et de déchets. L’optimisation de la conception et de l’orientation d’une pièce peut également permettre de se passer de structures de maintien.
Les limites de la technologie PolyJet
1. Résistance à la lumière et à la chaleur faible
De par leur conception, les matériaux sont photosensibles et leurs propriétés mécaniques se dégradent avec le temps. Les résines sont donc vulnérables à la lumière ou à la chaleur. Cela implique que les pièces créées ne sont pas destinées à une utilisation à long terme et en extérieur.
De la même façon, cette technologie n’est pas appropriée pour la réalisation de prototypes fonctionnels censés répondre à des propriétés mécaniques robustes et sur le long terme, même s’ils peuvent être solides lorsqu’ils sont nouvellement fabriqués.
2. Structures de support nécessaires
Un modèle judicieusement conçu peut se permettre de se passer de support. Cependant, contrairement à une impression poudre, la technologie PolyJet nécessitera l’intégration de structures de maintien si une conception à des caractéristiques en surplomb. L’intégration de ces structures ne prend pas beaucoup de temps ni de travail puisque les logiciels de tranchages le font automatiquement. Toutefois, l’utilisation de ces supports peut modifier l’aspect des surfaces en les rendant légèrement ternes ou rugueuses.
Le PolyJet , pour quelles applications et quels secteurs ?
Les imprimantes 3D PolyJet de Stratasys permettent d’imprimer rapidement et facilement des gabarits, des jauges, des outils personnalisés ou encore des montages d’assemblage. En effet, que ce soient pour les industriels, le secteur médical et dentaire ou même des secteurs variés comme la mode, le design ou les jouets : les applications ne manquent pas !
Faisons rapidement un tour d’horizon des applications PolyJet :
- Le prototypage rapide et modèles détaillés : la technologie PolyJet est la méthode préférée pour ceux qui privilégient la précision et les niveaux de détails, comme dans l’architecture et le développement produit.
- Les modèles anatomiques et dispositifs médicaux : l’impression 3D est souvent utilisée dans le secteur de la santé pour créer des modèles physiques ou anatomiques. Les différentes textures (rigides, élastiques, molles) et couleurs (opaques, transparentes, multicolores) permises par les résines sont un moyen pour les professionnels de santé de diagnostiquer, aider les patients et expliquer certaines interventions. Le niveau de détail permet même d’utiliser ces modèles pour la planification de stratégies chirurgicales.
- Les moules dentaires : dans le secteur dentaire, les applications ne manquent pas. Grâce à cette technologie, les dentistes ou laboratoires peuvent concevoir facilement des couronnes, gouttières, modèles d’implants, guides chirurgicaux, accolades, etc. Les moules dentaires étaient par le passé produit à base de plâtre, le processus nécessitait beaucoup de compétences, de temps et était désagréable pour le patient. Avec les imprimantes 3D PolyJet, les dentistes peuvent fabriquer ces moules plus facilement et plus rapidement.
- Jouets innovants : pour repousser les limites de l’innovation lors de la conception de chaque jouet, certaines entreprises comme Giochi Preziosi ont intégré la technologie PolyJet dans leur processus de fabrication. En effet, les imprimantes Stratasys sont utilisées pour évaluer de nouvelles idées de jouets à l’aide de modèles 3D réalistes. L’équipe peut créer des exemplaires de développement pour validation interne. Ce temps de validation à été réduit de 30%. Egalement, la disponibilité de divers matériaux permet d’imprimer des jouets ou aides pédagogiques en 3D parfaitement sûrs pour les enfants.
Les imprimantes 3D PolyJet de Stratasys
Comme vous l’auriez peut-être déjà compris, la technologie PolyJet de Stratasys est considérée comme l’une des technologies les plus détaillés et polyvalentes sur le marché. De nombreuses industries ont déjà reconnu l’intérêt de ces imprimantes et sont jugées précieuses pour leurs activités.
La séries d’imprimantes PolyJet de Stratasys est composés de plusieurs imprimantes : J55, J35, J5, J5 DentaJet, J5 MediJet, etc. Il est parfois difficile de se positionner sur une technologie ou une machine en particulier sans être accompagné par des professionnels du secteur.
Cylaos, accompagne les industriels désireux d’intégrer des solutions de fabrication additive. Si vous souhaitez en apprendre plus sur Stratasys, évaluer vos besoins, la faisabilité de vos projets d’impression 3D ou recevoir un devis, n’hésitez pas à contacter notre équipe d’experts en impression 3D. Nous nous ferions un plaisir de vous répondre et vous accompagner.
