Imprimantes 3D SLS de bureau : sélection et guide SLS

Quelles imprimantes 3D SLS de bureau sont disponibles sur le marché ?

Le frittage laser sélectif ou SLS (Selective Laser Sintering) est une technologie d’impression 3D employant un rayon laser pour fritter des matériaux en poudre. Cette technique permet d’imprimer des pièces et prototypes fonctionnels avec un niveau de détail impressionnant.

Tandis que la technologie SLS était auparavant exclusive aux systèmes de fabrication additive industriels, on la voit depuis quelques années se démocratiser sous la forme d’imprimantes 3D SLS compactes et plus abordables.

Disponibles à partir d’environ 6 000 €, ces imprimantes SLS offrent aux PME d’internaliser et d’accéder au prototypage rapide de qualité sans dépendre d’un service d’impression 3D en ligne. Ces « mini » imprimantes 3D SLS sont capables d’imprimer plusieurs thermoplastiques dont le nylon et le TPU.

Dans ce guide, nous vous présentons les quelques imprimantes 3D SLS disponibles aujourd’hui sur le marché de marques telles que Sintratec, Sinterit et Wematter.

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Jusqu’à début 2014, Carl Deckard de Structured Polymers détenait un brevet sur la technologie SLS.

Frittage de poudre : comment ça marche ?

Le frittage sélectif par laser (SLS) est une technique d’impression 3D qui utilise un laser puissant pour fritter et agglomérer un matériau poudré. Le laser trace l’objet à imprimer en 3D dans un bac à poudre.

Lorsqu’une strate est terminée, le bac de poudre descend légèrement pour accueillir une fine couche additionnelle de matériau. Cette couche de poudre est étalée par dessus l’objet en cours d’impression 3D, puis le processus se répète couche après couche pour former l’objet final.

La poudre non-frittée reste dans le bac à poudre, et sert donc automatiquement de structure de support pour l’objet en cours d’impression. Ceci vaut pour les impressions en plastique, mais pas forcément pour les matériaux métalliques ou céramiques, qui sont plus lourds.

On enlève ensuite les objets du lit d’impression, avant de les brosser afin de retirer le surplus de poudre. Le retrait de la poudre est la seule étape de post-traitement essentielle à effectuer en impression SLS.

Le fonctionnement d’une imprimante SLS.
Source : Sculpteo

Sinterit Lisa

• Volume d’impression : 150 x 200 x 150 mm
• Dimensions : 620 x 400 x 660 mm
• Poids : 41 kg
• Pays : Pologne
• Prix : 5990€

Devis

La Sinterit Lisa est une imprimante 3D SLS de bureau produite par le fabricant polonais Sinterit. C’est l’une des imprimantes 3D SLS les plus abordables du marché.

Cette imprimante 3D SLS offre un volume d’impression relativement grand pour une imprimante 3D de bureau, d’autant plus pour une imprimante 3D SLS dans cette fourchette de prix. Avec la Lisa il est possible d’imprimer en 3D du matériau flexible (Flexa Black/Grey) ou rigide (PA12).

Plus d’informations : Sinterit Lisa

Sinterit Lisa Pro

• Volume d’impression : 150 x 200 x 260 mm
• Dimensions : 690 x 500 x 880 mm
• Poids : 90 kg
• Pays : Pologne
• Prix : 11990€

Devis

Par rapport à la Lisa classique, la Lisa Pro offre plusieurs évolutions et fonctionnalités. Pour commencer, la version Pro est équipée d’une chambre d’azote, offrant une compatibilité plus large au niveau des matériaux.

L’imprimante Lisa Pro SLS offre également un plus grand volume d’impression ainsi qu’un écran tactile plus grand que celui de la Lisa.

Plus d’informations : Sinterit Lisa Pro

Nous l’avons testée : Sinterit Lisa Pro avis et test

Sintratec Kit

• Volume d’impression : 110 x 110 x 110 mm
• Dimensions : 600 x 520 x 380 mm
• Poids : 28 kg
• Pays : Suisse
• Prix : 4990€

Devis

La Sintratec Kit a débuté sur la plateforme de financement participatif Indiegogo en 2014. Avec la Lisa, c’est aujourd’hui l’une des imprimantes 3D SLS les plus abordables.

Cette imprimante 3D requiert environ quatre jours d’assemblage. Il est possible de régler librement la hauteur, vitesse et température du laser afin d’essayer de nombreux matériaux.

Plus d’informations : Sintratec Kit

Formlabs Fuse 1

• Volume d’impression : 165 x 165 x 320 mm
• Dimensions : 645 x 685 x 107 mm
• Poids : 114 kg
• Pays : États-Unis
• Prix : 18499$

Devis

Formlabs, de base un fabricant d’imprimantes 3D à résine SLA, introduit la Fuse 1 à la mi-2017. Elle est officiellement disponible à l’achat en janvier 2021.

L’imprimante fonctionne avec le logiciel PreForm de Formlabs, et dispose de deux chambres de construction séparées. Cela permet aux utilisateurs de lancer immédiatement une deuxième tournée une fois la première impression terminée.

Après le processus d’impression, la chambre peut être retirée et directement placée telle quelle dans le Fuse Sift, une machine de tamisage tout-en-un qui collecte la poudre inutilisée et la prépare pour de futures productions en la mélangeant avec de la poudre fraîche. La Fuse 1 peut travailler avec jusqu’à 70 % de poudre recyclée, de sorte que chaque nouvelle construction ne nécessite que 30 % de matériau vierge (qui coûte environ 100 $/kg).

Plus d’informations : Formlabs Fuse 1

Natural Robotics VIT SLS

• Volume d’impression : 250 x 250 x 300 mm
• Dimensions : 800 x 600 x 950 mm
• Poids : –
• Pays : Espagne
• Prix : 11000€

Devis

Note: Natural Robotics a lancé le VIT SLS sur Kickstarter en 2017. En janvier 2021, les « backers » déclarent ne pas avoir reçu leurs imprimantes, mais l’entreprise affirme être en train d’expédier les commandes.

La VIT SLS offre un volume d’impression 3D relativement grand par rapport aux autres imprimantes 3D de bureau SLS. Un écran tactile de 7 pouces fournit une expérience utilisateur intuitive, et la connectivité Wi-Fi permet d’imprimer en 3D en toute autonomie.

Les réglages et paramètres sont libres d’accès aux utilisateurs pour adapter l’imprimante à différents matériaux, mais la VIT SLS est optimisée pour le nylon.

Plus d’informations : Natural Robotics VIT SLS

RED ROCK 3D RED ROCK

• Volume d’impression : 180 x 180 x 180 mm
• Dimensions : 800 x 430 x 770 mm
• Poids : 35 kg
• Pays : Russie
• Prix : –

Devis

Note : La disponibilité de cette imprimante 3D est relativement restreinte (géographiquement).

RED ROCK 3D est un fabricant russe d’imprimantes 3D peu connu sur le marché. Sa RED ROCK SLS propose un volume d’impression plutôt grand par rapport à la majorité des autres imprimantes 3D de cette sélection.

Pour le moment peu d’informations sont disponibles sur le site du fabricant RED ROCK 3D.

Plus d’informations : RED ROCK 3D

Les imprimantes suivantes sont plus grandes que les imprimantes SLS de notre sélection principale, mais elles restent relativement compactes compte tenu de la taille habituelle des systèmes SLS industriels.

Sintratec S2

• Volume d’impression : ⌀ 160 x 400 mm
• Dimensions : 1500 × 1100 × 750 mm
• Poids : 72.5 kg
• Pays : Suisse
• Prix : 32995€

Devis

La Sintratec S2 est un système d’impression 3D SLS modulaire et évolutif tout-en-un, avec une caméra embarquée et un grand écran tactile intuitif. Elle intègre un module de préparation des matériaux ainsi qu’une station de dépoudrage pour un flux de travail semi-automatique.

Les stations optionnelles comprennent une station de sablage et une station de polissage, ce qui permet de faciliter le post-traitement des pièces.

Plus d’informations : Sintratec S2

Sharebot SnowWhite 2

• Volume d’impression : 100 x 100 x 100 mm
• Dimensions : 1500 x 600 x 520 mm
• Poids : 120 kg
• Pays : Italie
• Prix : 40000€

Devis

La SnowWhite 2 est équipée d’un puissant laser CO₂ permettant de fritter des matériaux tels que le PA 12, PA 11, et TPU, ainsi que des poudres chargées en fibre de verre ou de carbone, et même en aluminium.

L’imprimante peut être démarrée et opérationnelle en seulement dix minutes. Il suffit d’un minimum de 300g de matériau pour commencer une impression, et toute poudre inutilisée peut être recyclée.

Plus d’informations : Sharebot SnowWhite 2

XYZPrinting MfgPro230 xS

• Volume d’impression : 230 x 230 x 230 mm
• Dimensions : 1460 × 1890 × 740 mm
• Poids : 310 kg
• Pays : Chine
• Prix : 60000$

Devis

XYZprinting propose l’une des gammes les plus diversifiées du secteur en matière de technologie, convenant à la fois au grand public et aux entreprises.

La MfgPro230 xS est open-source, ce qui signifie que son puissant laser CO2 de 30W peut fritter n’importe quelle poudre plastique disponible sur la marché. Ainsi, les utilisateurs peuvent expérimenter avec différents types de Nylons ou matériaux à base de TPU, et même avec des matériaux de couleur claire, ce qui n’est pas possible avec les solutions SLS d’entrée de gamme.

Plus d’informations : XYZPrinting MfgPro230 xS

Wematter Gravity

• Volume d’impression : 300 x 300 x 300 mm
• Dimensions : 1700 x 750 x 600 mm
• Poids : –
• Pays : Suède
• Prix : 125000€

Devis

Mise sur le marché en 2020, l’imprimante 3D Gravity SLS du fabricant suédois Wematter est la plus récente de notre sélection. L’imprimante recycle elle-même la poudre utilisée, et la manipulation des matériaux est sans encombres grâce à des cartouches de poudre faciles à insérer.

Le logiciel slicer en ligne de Wematter optimise automatiquement le placement des objets au sein du volume d’impression grâce à des algorithmes avancés.

Plus d’informations : Wematter Gravity

Principaux avantages du SLS

 

Imprimer in 3D sans structures de support : pièces complexes et fonctionnelles

Puisque la poudre en surplus reste dans le bac à poudre, elle sert naturellement de support pour les couches frittées suivantes. Ce support présent à tous les niveaux permet d’imprimer en 3D des pièces très complexes et/ou fonctionnelles.

n peut également imprimer un objet dans un objet (appelé nesting) ou même une chaîne. Ceci n’est pas possible avec d’autres technologies d’impression 3D, notamment celles à filament (FFF, FDM) ou à résine (SLA, DLP).

Moins de gaspillage de matériau

Il est possible de réutiliser une grande partie de la poudre qui n’a pas été frittée. Ceci réduit de manière signifiante le gaspillage de matériaux (et donc les coûts) par rapport à d’autres techniques d’impression 3D.

En plus, la poudre n’est pas gaspillée dans la réalisation de structures de supports.

Limites du SLS

Comme toute technologie, le frittage de poudre présente certains inconvénients :

Porosity/rough surface

Les objets imprimés en 3D par technologie SLS sont poreux, bien qu’il soit possible d’y remédier en post-traitement avec des produits (enrobages) scellants.

Matériaux coûteux

Le prix d’un kilogramme de poudre PA12 (Nylon) commence aux alentours de 50 € et peut atteindre plus de 160 €.

Logistique et post-traitement

En raison de la volatilité de la poudre il faut être prudent avec la manipulation du matériau. Les impressions doivent par ailleurs être dépoudrées, soit manuellement soit avec une machine dédiée.

Plusieurs couches de pièces peuvent être imprimées les unes sur les autres.
Source : Sinterit

SLS vs FDM (FFF)

Par rapport à l’extrusion, la technique SLS :

• offre des résultats de meilleure qualité
• fournit des couches plus fines
• produit des pièces complexes sans besoin de support

Cependant, les imprimantes 3D Selective Laser Sintering proposent beaucoup moins de choix de matériaux (et de couleurs).

SLS vs SLA

Comparée à l’impression 3D resine (SLA ou DLP), le SLS offre :

• des wall thickness (épaisseurs de mur) plus fines
• des objets complexes sans besoin de support

Ceci dit, les surfaces des impressions SLA sont beaucoup plus lisses.

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Comparatif technologies impression 3D.
Source : Sinterit

Poudres SLS communes

La plupart des imprimantes de bureau SLS 3D utilisent de la poudre de polyamide (PA), également connue sous le nom de nylon. Les principales poudres de PA disponibles sur le marché sont :

• Nylon PA12
• Nylon PA11

Il y a ensuite les poudres composites, c’est-à-dire les poudres PA mélangées à d’autres matériaux pour obtenir différentes propriétés physiques. Les poudres mixtes les plus communes sont les suivantes :

• Alumide : PA mélangé à de l’aluminium (apparence métallique)
• Carbonamide : Nylon renforcé en fibre de carbone (rigide et léger)
• Nylon 3200 : Polyamide rempli de verre (résistance chimique et thermique)

Il existe également le matériau PEBA 2031, une poudre de plastique flexible et caoutchouteux. Certains fabricants produisent également du matériau élastique en TPU (comme les poudres Flexa Black et Flexa Grey de Sinterit).

Poudre SLS Nylon

Le nylon, ou polyamide (PA), est le matériau en poudre le plus couramment utilisé par les imprimantes 3D SLS. Il présente de nombreuses caractéristiques intéressantes :

• Léger : Le polyamide est un matériau d’impression 3D léger.
• Robuste : ce matériau peut supporter des charges ou être utilisé pour des pièces mécaniques.
• Flexible : Le nylon peut se plier et revenir à sa forme originale.
• Résistance : Le PA offre une bonne résistance à la chaleur et aux produits chimiques.

Les fabricants vendent généralement leurs propres poudres SLS.

SLS industriel

Les imprimantes de bureau SLS se limitent aux plastiques lorsqu’il s’agit de choisir les matériaux. Cependant, en utilisant des imprimantes 3D industrielles à poudre plus grandes et plus chères, il est possible d’imprimer de la poudre métallique en 3D, et même d’imprimer de la céramique.

Poudre PA12 de Sintratec.
Source : Sintratec

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