L’impression 3D a fait ses débuts dans les années 80. Depuis, de nombreux procédés ont été développés, toujours en respectant le même concept : matérialiser une pièce conçue numériquement sur ordinateur. Parmi les technologies les plus populaires sur le marché figurent le FDM et le SLA. 

Développement des premières technologies d’impression 3D

La première technique ayant reçu un brevet commercial fut la stéréolithographie ou SLA, déposé par Chuck Hull en 1984. La technique consiste en une photopolymérisation d’une résine liquide par laser, contrairement au DLP (Digital Light Processing), apparu quelques années plus tard, utilisant une lumière UV. C’est à Scott Crump qu’est dû le développement de la technologie par dépôt de matière fondue ou Fused Deposition Modeling (FDM), ou encore Fused Filament Fabrication (FFF). Très facile à manipuler et très peu onéreuse, cette dernière fut rapidement démocratisée. 

Quelle technologie choisir entre FDM et SLA ?

Quels matériaux sont utilisés pour chacun des procédés ? 

Étant le plus répandu, le FDM a fait l’objet de nombreuses études et aujourd’hui, il existe une multitude de matériaux compatibles dont les plus basiques sont le PLA (Polylacticacid) et l’ABS (Acrylonitrile butadiène styrène). Il y a aujourd’hui des filaments à base de liège, de bois, et même de café qui sont composés de matériaux conductibles, solubles ou flexibles avec une grande variété de couleurs. Cette technique a d’ailleurs permis de développer l’impression 3D métal.

Le SLA, par contre, n’est compatible qu’avec de la résine liquide dont la palette de couleurs reste assez basique. De plus, le prix de ce matériau est plus cher à l’achat. Néanmoins, en joaillerie, la résine calcinable permet d’obtenir des résultats parfaits tout comme la résine dentaire certifiée. 

Qu’en est-il de la qualité d’impression ?

Il serait vain de comparer deux technologies sans parler de la qualité d’impression. C’est un critère non négligeable, et là, il n’y a pas à débattre, le SLA offre un rendu plus parfait pour une même épaisseur de couche. Concernant la stéréolithographie, le point optique du laser détermine la résolution des modèles, rendant ainsi le travail plus précis. En outre, aucune force n’est exercée sur la matrice pendant l’impression. Les surfaces sont alors bien lisses avec une épaisseur de couche allant de 10 à 50 nanomètres. 

En ce qui concerne le FDM, c’est la taille de la buse d’extrusion, ainsi que la précision des mouvements de l’extrudeur qui détermineront la résolution. C’est pourquoi un bon calibrage de la machine est indispensable. Lors de la matérialisation du modèle, le poids des couches supérieures peut faire déplacer celles du bas. L’épaisseur de couche se situe entre 50 et 300 nanomètres. 

Focus sur le post-traitement des pièces imprimées 

Généralement, les pièces fraîchement imprimées doivent encore subir un post-traitement. Dans le cas du FDM, il s’agit juste de supprimer les supports d’impression, de poncer les imperfections avec du papier de verre fin, ou de peindre les pièces. Un bain d’acétone permettra une meilleure finition sur les pièces en ABS.

Pour le SLA, le processus est plus long. Il faut retirer la pièce, la laver et la plonger dans un bain d’alcool isopropylique pour retirer les résidus de résine. L’utilisation de gants est alors nécessaire pour se protéger. Une fois cette étape terminée, les supports peuvent être enlevés grâce à un outil spécifique, ou à la main dans certains cas. La pièce peut être solidifiée dans un four à UV avant les travaux de ponçage et de peinture. 

Quels sont les domaines d’application du FDM et du SLA ?

Les deux technologies n’ont effectivement pas les mêmes applications. Le FDM est plus sollicité pour effectuer des prototypages rapides ou pour concevoir des jouets par exemple. Il est prisé pour sa rapidité d’exécution. Quant au SLA, il est plutôt utilisé dans les domaines où la qualité est de mise. C’est le cas de la joaillerie, de la dentisterie ou de l’art.