L’imprimante SLS fait partie des technologies d’impression 3D utilisant des plastiques. Selon le rapport actuel du cabinet de conseil en stratégie AMPower, il existe actuellement 17 technologies d’impression 3D de polymères connues, qui se trouvent à différents stades de maturité technologique et industrielle. C’est pourquoi nous souhaitons vous donner un aperçu de ces technologies dans notre série “Notions fondamentales sur les imprimantes 3D en plastique”.
Qu’est-ce qu’une imprimante SLS ?
L’imprimante SLS fait partie des machines de fabrication additive. L’acronyme SLS fait référence au procédé de fabrication 3D utilisé : le frittage sélectif par laser. Dans ce processus, de la poudre de polymère (plastique pulvérisé) est sélectivement frittée et solidifiée couche par couche à l’aide d’un faisceau laser, souvent mobile. La pièce ou l’objet souhaité prend forme en coupe transversale.
Les imprimantes SLS utilisent donc le procédé de lit de poudre, ce qui sera important pour la construction de ce type d’imprimante 3D.
Formlabs présente la prochaine génération de son imprimante SLS-3D, le Fuse 1+ 30W. Image : Formlabs
Structure d’une imprimante SLS
Les composants essentiels d’une imprimante SLS sont les suivants :
Spirales chauffantes : Les spirales chauffantes chauffent la chambre de construction ou la poudre dans la chambre de construction. Elles sont situées en dessous de la chambre de construction.
Chambre de construction : La chambre de construction est le cœur de chaque imprimante 3D. Tous les autres composants sont situés autour d’elle et c’est ici que se déroule le processus d’impression 3D : la pièce imprimée en 3D prend forme dans le lit de poudre.
Chambre d’alimentation en poudre : La chambre d’alimentation en poudre contient la poudre de polymère utilisée pendant le processus d’impression 3D. Elle est située à côté de la chambre de construction.
Rouleau (racleur ou recoater en anglais) : Le rouleau est utilisé pour appliquer la couche de poudre de polymère couche par couche pendant le processus d’impression 3D. Il se déplace au-dessus de la chambre d’alimentation en poudre et de la chambre de construction.
Laser : Il existe différents types de lasers adaptés aux imprimantes SLS. Certains des lasers les plus couramment utilisés sont les lasers CO2 et les lasers à fibres. Un miroir peut être utilisé pour positionner précisément le faisceau laser.
Divers composants électrotechniques, de la technologie d’entraînement, des capteurs et un panneau de commande assurent l’automatisation du processus d’impression 3D. Enfin, là où il y a un laser, une enceinte autour de l’imprimante SLS et un système de ventilation sont nécessaires, notamment pour des raisons de sécurité au travail.
Comment fonctionne une imprimante SLS ?
A l’intérieur de la chambre de construction de l’imprimante SLS se trouve une plateforme. Une première couche de poudre de polymère est répartie sur celle-ci. Ensuite, les spirales chauffantes chauffent la poudre de polymère, dont la température doit être inférieure à son point de fusion. Cette étape facilite le processus de frittage sélectif. Ensuite, le laser chauffe la première couche de poudre de polymère précisément là où la pièce doit être créée. On peut dire que les particules sont soudées mécaniquement et que le matériau se solidifie à ces endroits.
La plateforme descend. À l’aide du rouleau, une nouvelle couche de poudre de polymère est appliquée depuis la chambre d’alimentation en poudre, que le laser va ensuite fritter à nouveau. Couche après couche, une pièce est ainsi créée. La poudre de polymère qui entoure la pièce en cours de construction et se trouve dans ses interstices sert de support. Contrairement à d’autres procédés d’impression 3D, le procédé SLS ne nécessite pas de structures de support supplémentaires.
Le matériau de frittage laser d’Igus est disponible en bleu pour faciliter la détection en cas de casse d’une pièce. Image : Igus
Quels sont les avantages du frittage sélectif par laser ?
Les pièces fabriquées par frittage sélectif par laser (SLS) ont des propriétés si bonnes qu’elles peuvent être utilisées immédiatement (fabrication rapide). Leurs performances sont proches de celles des pièces moulées par injection : elles sont résistantes aux chocs et mécaniquement stables.
De plus, des formes géométriques complexes peuvent être conçues et imprimées sans avoir besoin de structures de support dans l’impression 3D SLS. Il en résulte des pièces fonctionnelles qui peuvent être mobiles. De plus, les structures en porte-à-faux et les contre-dépouilles sont faciles à réaliser.
De petites pièces peuvent être imprimées simultanément, soit côte à côte, soit en utilisant des fonctions d’imbrication pour superposer les pièces les unes sur les autres. Cela augmente la cadence de production.
La poudre de polymère nécessaire peut être réutilisée, ce qui rend la fabrication de pièces, selon l’application, moins coûteuse par rapport à d’autres procédés de fabrication additive ou soustractive.
La série d’imprimantes 3D Gravity développée par l’entreprise Wematter, une solution abordable clé en main pour le frittage sélectif par laser. Image : Wematter
Quels sont les fabricants d’imprimantes SLS ?
Il est logique que les fabricants d’imprimantes 3D utilisant la technologie de frittage sélectif par laser proposent également des imprimantes SLM. Les deux technologies de fabrication additive utilisent un lit de poudre, l’une avec de la poudre de plastique et l’autre avec de la poudre métallique. Voici une liste de fabricants d’imprimantes SLS, qui n’est pas exhaustive.
En cliquant sur le symbole “+”, vous pouvez obtenir des informations supplémentaires sur chaque fabricant.
La deuxième partie de notre série “Notions fondamentales sur les imprimantes 3D en plastique” porte sur les imprimantes FDM qui fonctionnent selon la technologie de fabrication par dépôt de fil fondu (Fused Filament Fabrication ou Fused Deposition Modeling). La troisième partie de notre série “Notions fondamentales sur les imprimantes 3D en plastique” porte sur les imprimantes SLA qui fonctionnent selon la technologie de stéréolithographie.
Sources :
- https://de.3dsystems.com/selective-laser-sintering
- https://www.eos.info/de/additive-fertigung/selektives-lasersintern
- https://formlabs.com/de/blog/einfuehrung-sls-3d-druck/
- https://sinterit.com/de/blog/sls-technologie/was-genau-ist-der-sls-3d-druck/
- https://sls3d.de/wissen/was-ist-selektives-lasersintern/
Pour des informations supplémentaires sur les imprimantes SLS, consultez les dernières actualités (lien externe en allemand) :
Communiqués de presse sur les imprimantes SLS
