Photopolymérisation en stéréolithographie

Découvrez ci dessous quelques précisions sur le processus de photo-polymérisation qui est très utilisé en stéréolithographie.

Le Principe de la photo-polymérisation

Qu’est-ce que la stéréolitographie ? Le processus de stéréolithographie, plus connu sous le nom de SLA (stereolithography apparatus), est une technique d’impression 3D aussi appelée « écriture en relief » qui se base sur le principe de la photo-polymérisation de résine.

Cette méthode de prototypage rapide utilise les propriétés de  certaines résines qui ont la capacité de se durcir sous l’effet de la lumière ou de la chaleur. On les appelle alors résines photosensibles. Ces résines seront durcies strate par strate selon le fichier entré sur l’ordinateur, afin d’obtenir l’objet à fabriquer.

phtopolimerisation

La photopolymérisation, comment ça marche ?

La machine de stéréolithographie est munie d’une cuve contenant de la résine d’époxy liquide. Une plateforme mobile y est plongée, et viendra supporter l’objet en cours de fabrication. La plateforme sera positionnée à une certaine profondeur en dessous du niveau de la résine, déterminant ainsi l’épaisseur de chaque strate. La machine est également équipée d’un faisceau laser ultra-violet, qui a pour propriété de durcir les résines photo sensibles, et ce par couches successives, fines de 0,10 à 0,15 millimètres.

Le laser, fixe, est accompagné d’un dispositif de contrôle du faisceau, et les deux sont situés au-dessus de la plateforme. Le contrôle de la direction du laser est possible au moyen de miroirs très précis et très plats, les déflecteurs. Ce dispositif permet de diriger le laser sur n’importe quel point de la plateforme.

Les grandes étapes de la photo-polymérisation

Les différentes strates composant l’objet sont traitées unes à une : tout d’abord, le faisceau ultra-violet balaie la surface de la résine située dans le bac aux endroits définis par le fichier informatique. Sous l’effet des UV, la résine se transforme alors en un polymère solide. Ensuite, la plate-forme s’abaisse d’un cran et la résine encore liquide recouvre alors la partie auparavant solidifiée sur la totalité de la surface. A nouveau, le laser polymérise la seconde couche, et ainsi de suite.

Une fois terminé, l’objet est sorti de la cuve et la résine non-durcie est dissoute avec un solvant. Selon les résines utilisées, une cuisson de l’objet en fin de processus est nécessaire pour achever de le durcir.

  1. le faisceau laser balaie la surface du bac de résine aux endroits à solidifier
  2. la plate-forme s’abaisse d’un pas suivant l’axe Z et la résine liquide recouvre la partie déjà solidifiée sur toute la surface
  3. le laser polymérise la couche suivante

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