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Plus de sécurité et productivité dans la fabrication additive résine


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PostProcess Technologies développe des solutions efficaces et innovantes de post-impression pour les flux de fabrication additive, allant du retrait des supports et au nettoyage des pièces à la finition de la surface.

Post-traitement, la face cachée de la fabrication additive

La fabrication additive (FA) est en perpétuelle effervescence, avec des vitesses d’impression de plus en plus rapides, un choix de matériaux en pleine expansion et un nombre croissant d’applications et industries touchées.

Aujourd’hui plus que jamais, et surtout dans le contexte de crise sanitaire actuel, la FA révèle au monde sa capacité à produire des biens essentiels en masse, à moindre coût, et avec une adaptabilité et des délais d’exécution inégales.

Néanmoins, malgré tous les obstacles à la conception et à la production que la fabrication additive a su ébranler, les étapes de post-traitement qui y sont associées sont elles-mêmes devenues un frein à part entière. On peut notamment citer le processus de nettoyage des pièces imprimées par les technologies à base de photopolymérisation de résine (technologies SLA, DLP, ou encore CLIP).

Il s’agit de retirer le surplus de résine qui reste inévitablement sur la pièce venant d’être imprimée. Cette étape de retrait de résine est réputée pour être lourde, chronophage, et potentiellement dangereuse.

Qu’est-ce qui rend le nettoyage de la résine si difficile ?

L’un des aspects les plus délicats de cette étape est de gérer efficacement l’interaction subtile des différents éléments chimiques entre la surface de la pièce et la résine non durcie à éliminer. En d’autres termes, la difficulté consiste à cibler les oligomères non polymérisés (durcis) sans affecter la pièce solide.

À cette fin, des produits chimiques agressifs comme l’alcool isopropylique (IPA) ou l’éther monométhylique de tripropylène glycol (TPM) sont souvent utilisés. Ces produits chimiques représentent un risque de sécurité pour l’utilisateur et doivent fréquemment être renouvelés, entraînant des temps d’arrêt importants.

Sur le plan technique, le nettoyage des pièces en résine est généralement effectué manuellement à l’aide d’outils comme des brosses, flacons souples, ou cuves d’immersion. De telles méthodes sont non seulement fastidieuses pour les techniciens, mais elles peuvent également provoquer de vrais goulots d’étranglement.

Automatiser les processus de retrait de la résine grâce à une solution moderne

Bien qu’il existe plusieurs technologies mécaniques pour alléger le poids de cette étape sur les techniciens, la plupart de ces solutions ne sont pas adaptées aux méthodes de fabrication additives. Avec ces solutions génériques de post-impression, on obtient souvent une finition approximative des pièces, des temps de cycle longs et l’utilisation de produits chimiques nocifs dans la plupart des cas.

Récemment, une nouvelle solution intégrale a vu le jour, à l’instar des progrès réalisés dans tous les autres domaines de l’impression 3D résine. Cette technologie inédite fait appel à la combinaison unique d’un logiciel d’automatisation, d’équipements et de consommables spécifiques.

Le bureau de services Empire Groupe, basé aux US, et l’agence de design industriel Splitvision, basé en Suède, ont tous deux adopté cette solution novatrice et en ont rapidement tiré des bénéfices.

Pièces imprimées en résine.

Pièces imprimées en résine.

Études de cas : Empire Group et Splitvision

Une approche innovante de l’élimination des résines SLA améliore le cycle de production d’Empire Group

Depuis 1999, Empire Group propose à ses clients des délais de livraison de prototypes plus courts et une productivité accrue.

Cependant, en ce qui concerne la finition des pièces imprimées en 3D par stéréolithographie (SLA), Empire Group a été confronté à des goulots d’étranglement qui les empêchaient de finir les pièces en temps record.

Au fur et à mesure que l’activité d’Empire Group s’est développée, l’élimination manuelle de la résine à l’aide de solvants s’est intensifiée et est devenue un problème de plus en plus critique. Il était clair que la société avait besoin d’un moyen plus efficace pour nettoyer ses pièces en résine.

Afin de maintenir leur rythme de production soutenu, Empire Group a implémenté la solution PostProcess™ DEMI™, un système d’élimination de surplus de résine automatisé, avec un détergent breveté et expressément formulé pour la stéréolithographie. L’appareil utilise des algorithmes d’agitation des pièces pour rapidement éliminer l’excès de résine – même dans les zones étroites, alvéoles ou les cavités.

Cette technologie brevetée, appelée Submersed Vortex Cavitation (SVC), garantit des finitions homogènes sans endommager les pièces. En outre, grâce à la longévité du détergent de PostProcess Technologies par rapport au solvant précédemment utilisé (alcool isopropylique), le retour sur investissement a été très rapidement positif pour Empire Group.

Maintenant que les techniciens et ingénieurs d’Empire Groupe n’ont plus à se préoccuper du retrait de résine, ils peuvent se concentrer sur des tâches à plus forte valeur ajoutée comme la préparation des devis et des commandes, la maintenance, l’optimisation des lits d’impression, et plus encore.

Grâce à la solution logicielle de PostProcess Technologies, des améliorations ont été constatées à tous les niveaux chez Empire Group, réduisant le temps d’élimination de la résine SLA d’au moins 50% en moyenne.

PostProcess™ DEMI™

La solution de retrait de résine PostProcess™ DEMI™.

Splitvision tire parti de son expertise de fabrication avec la post-impression automatisée pour DLP

Fondée en Suède en 1989, l’agence de design industriel Splitvision a acheté sa première imprimante 3D en 2019. Avant cela, Splitvision fabriquait ses prototypes manuellement et lentement à partir de mousses de polyuréthane (PU) ou de matières plastiques solides. Pour les prototypes plus élaborés et aux détails fins, la sous-traitance était la seule option.

L’acquisition d’une imprimante DLP est ainsi apparue comme une solution naturelle à ces problèmes d’efficacité et d’externalisation. L’entreprise a vu une nette amélioration non seulement de l’efficacité de ses procédés mais aussi au niveau des propriétés mécaniques et la finesse des détails de leurs prototypes.

Toutefois, sans système de post-traitement automatisé, Splitvision a rapidement rencontré plusieurs obstacles dans son nouveau flux de travail. Les employés ont notamment constaté qu’il était extrêmement laborieux de réussir à retirer toute la résine des détails fins avec l’IPA, sans parler des fortes odeurs chimiques et des préoccupations en matière de sécurité.

C’est là que la solution de PostProcess Technologies est intervenue, optimisant le processus de nettoyage de la résine et améliorant la sécurité au travail. Le détergent de PostProcess présente un point d’éclair élevé, ce qui signifie qu’il ne s’enflammera pas à cause d’une étincelle à la température de fonctionnement de la machine, ce qui diminue fortement les risques d’incendie.

En plus d’être plus facile à utiliser, le détergent dissout remarquablement bien la résine DLP non-durcie. Ainsi, même pour les pièces présentant des géométries complexes et étroites, la durée du cycle de nettoyage dépasse rarement 10 minutes.

Resin 3D printed part with support structure

Une pièce et ses structures de support.

Grâce à l’efficacité de la solution de PostProcess Technologies dans son workflow, Splitvision peut désormais laisser les structures de support intactes sur les pièces au moment de faire le post-traitement UV de la résine DLP. Cela n’était pas possible auparavant avec le nettoyage IPA traditionnel, l’élimination de toute la résine non durcie derrière les supports étant extrêmement difficile à nettoyer.

Splitvision est désormais en mesure de proposer des pièces imprimées à un prix raisonnable, en particulier lors de l’impression de plusieurs articles en un seul tirage. De plus, la partie désagréable du processus d’impression a été éliminée pour leur personnel.

Maintenant que les équipes de Splitvision ont essayé la solution de PostProcess Technologies, il leur sera bien difficile d’imaginer revenir à l’IPA.

En savoir plus sur les solutions de PostProcess Technologies

La solution intégrée logiciel-hardware-consommables de PostProcess Technologies a été développée pour permettre que les procédés d’élimination de la résine, de retrait des supports et de dépoudrage ainsi que la finition de surface des pièces imprimées en 3D soient plus faciles, plus homogènes et plus efficaces.

PostProcess supprime le goulot d’étranglement de la dernière étape de l’impression 3D – le post-traitement – et aide l’industrie de la fabrication additive à atteindre son plein potentiel au fur et à mesure de son évolution. Pour en savoir plus, rendez-vous sur www.postprocess.com.

À propos de l'auteur

Ludivine Cherdo

Ludivine conçoit et implémente la stratégie de contenu d'Aniwaa, élaborant des guides détaillés basés sur ses connaissances approfondies en matière de fabrication additive. Elle réalise également des tests d'imprimantes 3D et se maintient au courant des dernières nouvelles et tendances de l'industrie. Après avoir grandi aux États-Unis puis vécu en Espagne, au Chili et au Cambodge, Ludivine est désormais basée en France.