Découvrez l'impression 3D SLS

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QU'EST-CE QUE L'IMPRESSION 3D SLS ?

L’impression 3D est dite SLS lorsqu’elle repose sur une technologie par Frittage Laser Sélectif (Selective Laser Sintering). Vous pourrez par conséquent aussi la retrouver sous le sigle FSL.

Cette technologie consiste à produire des pièces en faisant fondre des matériaux à l’état de poudre. Grâce à cette technologie, on obtient des pièces à la surface légèrement rugueuse, mais sur lesquelles les différentes couches n’apparaissent presque pas.

Selon une récente étude Sculpteo, la technologie SLS est la 2e technologie la plus utilisée dans l’industrie, derrière le FDM. C’est notamment dû au fait qu’elle permet d’imprimer des pièces aux formes complexes en 3D. Contrairement à une technologie comme le SLA ou le FDM, il n’est pas nécessaire avec le SLS de prévoir un support pour réaliser l’impression 3D.

C’est une technologie souvent utilisée pour du prototypage et la production de pièces fonctionnelles. Bien que cette technologie présente de nombreux avantages, elle ne s’est pas imposée comme la technologie de fabrication additive de référence, la place revenant au FDM. Jusqu’à présent en tous cas. En cause, selon Arnault Coulet, PDG de la société lyonnaise Fabulous, à un manque de diversité dans les matériaux sur lesquels s’appuyer.

pièce imprimée avec une imprimante 3D SLS
Live - Impression 3D SLS - Focus sur les matériaux techniques - Gamme polymères

QUELS SONT LES MATERIAUX QUI EXISTENT EN IMPRESSION 3D SLS ?

Le principal matériau utilisé en impression SLS est le nylon. Il présente des propriétés intéressantes (légèretésoliditéflexibilitéstabilité…), pour un faible coût. Cependant, pendant longtemps, peu d’alternatives existaient. Les entreprises qui souhaitaient des matériaux aux propriétés bien spécifiques, ou une meilleure résolution ou finition, étaient donc limitées par la technologie. Grâce à des sociétés comme Fabulous, cette limite tend à disparaître. L’impression 3D SLS ouvre même désormais de belles perspectives aux entreprises industrielles, que ce soit en termes de prototypage fonctionnel, comme de production en série limitée. Aujourd’hui, par exemple, seules les technologies SLS et FDM permettent de produire des pièces qui résistent à des conditions extrêmes, notamment en termes de température. Le SLS est essentiellement sollicité pour la fabrication de pièces résistantes à des températures allant de 120 à 200°C, mais les imprimantes 3D SLS dernière génération peuvent monter au-dessus des 240°C. Cette capacité est indispensable pour produire des pièces en PAEK ou en PBT par exemple.

Les coûts de matière première en impression 3D SLS sont assez variables, mais se situent généralement à mi-chemin entre les filaments FDM et la résine SLA. En revanche, utiliser une imprimante 3D SLS permet d’économiser les surcoûts importants liés au support d’impression.

QUEL VOLUME EST-IL POSSIBLE DE PRODUIRE AVEC UNE IMPRIMANTE 3D SLS ?

Selon Olivier Coulet, Directeur Technique de Fabulous, le gros point fort de la technologie SLS est l’absence de support lors de l’impression 3D. En effet, cela permet de gagner beaucoup en productivité. Les imprimantes 3D SLS peuvent produire en quantité intéressante car la profondeur de la machine (axe Z) joue beaucoup sur leur capacité de production. On évalue cette capacité à remplir le volume par un pourcentage de nesting. Le taux de nesting maximum avoisine aujourd’hui les 25%, soit une capacité de production de 25 litres pour une machine de 100 litres.

Comme les autres technologies de fabrication additive, le marché de l’impression 3D SLS s’est beaucoup diversifié au cours des dernières années. La gamme de matériaux s’est beaucoup développée, tout comme la gamme d’imprimantes 3D. Aujourd’hui, des machines de toutes les tailles existent sur le marché, offrant de nouvelles opportunités pour tous les acteurs, et tous les usages.

 
Live - Impression 3D SLS - Focus sur les matériaux techniques - Gamme imprimantes 3D

L’impression 3D SLS petit format pour répondre aux besoins d’innovation et d’expérimentation

L’automobile et l’aéronautique sont historiquement les plus importants utilisateurs de l’impression 3D SLS, avec des besoins en gros volumes d’impression. Cependant, la technologie se démocratise, notamment grâce à des imprimantes 3D SLS petit format.

Les imprimantes SLS de bureau (Desktop SLS Printer), adaptées aux usages des bureaux d’étude par exemple, offrent un volume de 100×100 mm. On parle parfois ici de Bridge Manufacturing. La Fuse 1 de Formlabs fait partie de la dernière génération de ces imprimantes de bureau SLS. Pour cette gamme d’imprimantes 3D SLS, il faut compter entre 15 et 25 000 euros.

C’est dans la lignée de cette diversification des usages à laquelle on assiste que se situe l’orthopédie. L’orthopédie s’est saisie de l’impression 3D SLS pour la production de semelles ou d’orthèses en TPU (polyuréthanes thermoplastiques) ou en PA 11 (pour polyamide 11).

Pour de l’usage plus grand public, l’impression 3D SLS s’est illustrée dans le secteur du luxe, avec la brosse de mascara de Chanel réalisée en PA11.

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Utilisation du logiciel Preform dans un processus d'impression 3D SLS

Produire des pièces en 3D allant jusqu’à 1m grâce à l’impression 3D SLS

L’impression 3D SLS offre également de gros volumes d’impression pour répondre à des besoins industriels. Les machines SLS à usage industriel d’envergure moyenne présentent des volumes de production allant de 250 à 300 mm en X-Y et un volume en Z entre 200 et 400 mm, ce qui représente environ 30 litres de volume d’impression 3D. Les grosses imprimantes 3D professionnelles montent jusqu’à 600 mm en Z, ce qui représente 100 litres. Les plus gros volumes offrent une capacité de 800x400x600 mm, et permettent de produire des pièces de 1m en diagonale. Ce type d’imprimante 3D coûte entre 400 000 et 500 000 euros.

QUELLES PERSPECTIVES POUR L’IMPRESSION 3D SLS ?

L’impression 3D SLS a fait beaucoup de progrès. Les machines sont plus performantes, les rendus plus propres, la gamme de matériaux plus étendue. Parmi les secteurs dans lesquels elle se développe, 2 se détachent particulièrement :

  • Médical: en s’appuyant sur des matériaux biocompatibles, qui ne provoquent notamment pas d’irritations au contact de la peau, l’impression 3D SLS séduit le secteur médical. C’est en particulier en orthopédie que cette technologie est de plus en plus utilisée.
  • Industrie alimentaire: grâce aux propriétés des nouveaux matériaux d’impression 3D (Care de Fabulous par exemple), l’industrie alimentaire se saisit de plus en plus de cette technologie, à la fois pour des emballages, et pour des pièces de la chaine de fabrication.

Les recherches sur les nouveaux matériaux d’impression 3D SLS ont fait par ailleurs émerger la notion d’impression 4D. Cette expression désigne des propriétés spécifiques de matériaux qui réagissent d’une certaine manière au contact d’éléments dans leur environnement. Le 4e D renvoie à une « fonctionnalité » supplémentaire des matériaux.

Live - Impression 3D SLS - Focus sur les matériaux techniques - Applications SLS

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Exemple d'Impression 3D dans le secteurMédical : image montrant une main imprimée en 3D

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