Le SLA (stereolithograph apparatus) appelé Stéréolithographie, est un procédé créé et breveté en 1984 par Charles Hull. C’est la première machine commerciale développée par 3D Systems en 1988.
Ce système utilise le principe de photopolymérisation (écriture en relief) à partir d’une résine liquide sensible aux UV. Un faisceau laser dessine la forme de chaque couche de résine qui se superpose. Le procédé par stéréolithographie permet d’obtenir des pièces avec une surface d’impression de haute qualité. En effet, les résines sont sensibles aux ultraviolets, les machines SLA sont généralement équipés d’un capot de protection anti-UV.
Par conséquent, la technologie de stéréolithographie consiste donc à l’utilisation d’une résine liquide sensible à la lumière (UV). Un laser ultraviolet produit une énergie lumineuse qui permet la photopolymérisation de la résine aux endroits précis où se focalise le laser qui dessine ainsi chaque couche qui vont se superposer.
Les étapes d’impressions :
1. Préparation à l’impression :
Comme dans l’ensemble de technologies d’impressions 3D on commence toujours par importer le fichier. Pour débuter, par la pièce à imprimer dans un logiciel de type slicer.
On redimensionne la pièce, à l’aide du logiciel et on effectue les éventuels réparation du fichier (contours ouverts etc…). Ensuite, on positionne la pièce, il est généralement conseillé de donner un angle d’environ 45° par rapport au plateau et on génère les supports.
Enfin, les supports sont fabriqués en même temps que la pièce et pourront s’enlever facilement lors du post-traitement.
Les différents paramétrages dans le logiciel définissent les principaux réglages de la machine. A l’exemple de la puissance du laser, les vitesses, l’épaisseur des couches etc.
Le fichier généré est prêt à être insérer dans la machine via une connexion ethernet, une clé usb etc.
Préparation de la machine :
Les machines SLA industrielles sont généralement piloté par un ordinateur. Néanmoins, cela peut demander un certains nombres d’opérations lors de la mise en route comme la mise sous tension, le préchauffage du laser, la mise en route du système de refroidissement liquide, positionnement des origines des axes etc.
Préalablement à l’impression, il faut mettre en place la résine.
Si le bac de résine est vide, il faut le remplir avec la quantité de résine indiqué par le constructeur. S’il contient déjà de la résine, il faut faire l’appoint. Le bac doit toujours être plein avant une impression.
2. Impression de la pièce
La plaque de support positionner sur l’axe Z dans le bac de résine. Cette dernière vient se positionner à fleur du niveau de résine. Ensuite, un balayage s’effectue pour lisser la surface et ne laisser qu’une fine pellicule de résine au dessus du plateau équivalente à l’épaisseur de la première couche. Le laser dessine la forme de la première couche de la pièce, puis après un temps défini par les paramètres, le plateau descend de l’épaisseur d’une couche et la couche suivante est formé et ainsi de suite. Chaque couche représente une tranche fine de la pièce et de ses supports. Les couches sont ainsi reliées entre elles de manière étanche et sans discontinuité.
Pour finir, le plateau remonte à son point 0 et fait apparaître la pièce qui sort du bac à résine.
3. Post Traitement
Une fois l’impression terminée, on laisse la pièce s’égoutter quelques minutes, on décolle la pièce et ses supports du plateau.
Ensuite, on décroche manuellement les principaux supports de la pièce (on manipule toujours les pièces imbibés de résine avec des gants de protection). Après cette étape, on procède aux nettoyages avec de l’alcool isoproprylique et éventuellement un nettoyeur à ultra-sons.
On peut terminer par un post-traitement dans un four UV pour accentuer la polymérisation et durcir la pièce qui pourra ensuite être utilisé telle quelle, ou ponçé, peinte, vernis etc.
Les matériaux :
Ils existent un certains nombrent de résines adaptés au besoin spécifiques des utilisateurs. Elles peuvent être opaque ou transparente, à haute résistance, souple, calcinable etc.
Les résines utilisés par les imprimantes SLA ne sont pas les mêmes qu’utilisés par les machines DLP.
Avantages du SLA :
Taux élevé d’utilisation des matériaux : il est normalement supérieur à 75%.
Vitesse d’impression rapide : normalement 7000mm/s. En comparaison, la vitesse d’impression de l’imprimante FDM 3D est normalement de 80mm/s.
Haute précision d’impression : Peut atteindre une précision d’impression de 0,1 mm
Grande stabilité opérationnelle : Le taux de produits/modèles défectueux est très faible. Il est normal de travailler pendant des dizaines d’heures d’affilée.
Le procédé SLA présente les avantages d’une grande précision de formage, d’une bonne qualité de surface, d’une grande taille de construction et d’une bonne stabilité.
Les applications qui utilisent les imprimantes SLA sont vastes : Prototypage rapide, médical, dentaire etc.