En matière d'impression 3D, le frittage laser sélectif (SLS) et la fusion multijet (MJF) sont probablement les procédés de fabrication additive les plus utilisés pour les polymères et les élastomères. Avec des matériaux courants, comme le PA12, les composants imprimés en 3D peuvent être produits à la fois par SLS et MJF. Les différences et les avantages ou inconvénients spécifiques de ces procédés ne peuvent être identifiés au premier coup d'œil. Pour vous aider à choisir le processus d'impression 3D optimal pour vos pièces, nous consacrons entièrement ce texte de blog au frittage laser sélectif par rapport à la fusion multijet.
Image : Composant de l'impression 3D MJF
Le frittage sélectif par laser et la fusion multijet utilisent tous deux des matériaux thermoplastiques, généralement du nylon, qui sont fondus ou frittés sous forme de poudre, couche par couche. Le matériau de départ en poudre est ainsi transformé en un composant solide dans un lit de poudre. Les deux procédés nécessitent également une source de chaleur. Dans le cas de l'impression SLS, on utilise un laser qui balaie et fritte couche par couche, tandis que dans le cas de l'impression MJF, l'agent de fusion, un liquide conducteur de chaleur, est appliqué sur la couche de poudre, puis fusionné avec la couche sous-jacente à l'aide d'une lumière infrarouge. La structure en couches du composant imprimé en 3D est une autre caractéristique commune aux deux procédés de fabrication additive. L'impression SLS et MJF partagent également un avantage majeur : aucune structure de support n'est nécessaire pour l'impression 3D. Cela signifie que même les conceptions complexes aux géométries les plus exigeantes peuvent être produites sans effort. Et cela inclut les composants mobiles et imbriqués, qui peuvent être imprimés en un seul passage avec les deux technologies.
Avec autant de similitudes, il existe bien sûr des différences entre les deux procédés pour des raisons techniques. Les différences les plus importantes entre la fusion multijet et le frittage laser sélectif sont les suivantes :
Le SLS est le procédé d'impression 3D le plus ancien. Par conséquent, le choix de matériaux disponibles pouvant être utilisés pour l'impression est vaste. Polyamides, composites renforcés de fibres ou remplis de verre, polypropylène ou polyuréthane thermoplastique (TPU) : il existe d'innombrables matériaux aux propriétés technologiques très spécifiques pour la fabrication additive avec les imprimantes SLS.
La situation est différente avec l'impression MJF. Le procédé n'est pas utilisé depuis très longtemps et le choix de matériaux disponibles pour l'impression est donc restreint. Actuellement, on utilise principalement le polyamide PA12.
La sélection des matériaux disponibles peut être trouvée sous la technologie respective : MJF et SLS (faites défiler vers le bas la page correspondante).
Dans la fabrication additive par impression MJF, la fusion de la poudre peut être contrôlée très finement. Par conséquent, il est possible d'obtenir des surfaces très lisses, même sans post-traitement, malgré la structure couche par couche. Les composants imprimés par SLS sont quelque peu rugueux en surface. Il est possible de procéder à un lissage chimique, mais il faut vérifier dans chaque cas si les propriétés techniques sont affectées par la forme du post-traitement. Le post-traitement augmente également le prix du composant imprimé.
La SLS permet d'imprimer, en fonction du matériau, des caractéristiques comprises entre 0,75 mm et 1 mm, tandis que l'impression MJF peut produire les plus petites caractéristiques jusqu'à 0,3 mm. C'est-à-dire que les petits détails peuvent encore être imprimés de manière fiable à cette taille. Il faut toutefois préciser que, même si l'impression MJF permet d'imprimer des détails plus petits, le frittage sélectif au laser présente un léger avantage en termes de précision.
Les épaisseurs minimales des parois sont de 1 mm pour la technologie SLS et de 0,5 mm pour la MJF. Elles doivent être prises en compte pour chaque pièce.
Les deux procédés permettent la production de composants destinés à être utilisés dans des environnements techniques. Si des composants quasi-isotropes, dont la résistance est la même dans chaque direction de traction, sont nécessaires, l'impression 3D par CMJ est le bon choix. Une fabrication cohérente permet de produire des composants aux propriétés mécaniques élevées. Cependant, le frittage sélectif par laser offre un choix beaucoup plus large de matériaux, chacun ayant des propriétés mécaniques spécifiques qui peuvent être plus adaptées en fonction de l'application. Si vous n'êtes pas sûr, veuillez contacter nos partenaires de solution pour définir le processus optimal pour votre composant !
Les composants imprimés par SLS peuvent être facilement colorés dans une grande variété de couleurs, ce qui permet d'obtenir des composants de pratiquement toutes les couleurs. Pour les pièces imprimées par MJF, il existe une limitation technique. Dans ce cas, l'agent de fusion utilisé est noir, car les matériaux sombres absorbent beaucoup mieux le rayonnement infrarouge. Ainsi, les pièces sont grisâtres lorsqu'elles sortent de l'imprimante, mais noires de part en part à l'intérieur.
Important à savoir : Les CMJ peuvent également être imprimés en couleur. Cela rend le procédé particulièrement intéressant pour les modèles d'illustration, les applications de modélisme ou pour le secteur de la publicité et du marketing.
Le processus d'impression est plus rapide avec la technologie de fabrication additive MJF car toutes les pièces de l'espace d'impression sont traitées simultanément avec chaque couche de poudre. Avec l'impression 3D SLS, toutes les formes doivent être "tracées" avec le faisceau laser par couche. La fusion multijet est également en avance dans la production en série, car ce procédé permet d'imprimer plusieurs pièces en parallèle.
Outre la vitesse de production, l'utilisation des imprimantes a également une incidence sur le délai de livraison. Les délais de livraison d'un composant sont affichés dans les magasins immédiatement après le téléchargement d'un fichier d'impression 3D.
Une question importante dans la fabrication additive est le taux de recyclage de la poudre restante après une impression 3D. Les plastiques étant fabriqués à partir de combustibles fossiles, le recyclage est important pour rendre la fabrication aussi durable que possible. Dans le cas de l'impression SLS, environ 30 à 50 % du matériau en poudre peut être réutilisé après une impression, alors que dans le processus MJF, jusqu'à 80 % de la poudre peut être recyclée. Cela permet également de réduire le coût des matériaux.
En ce qui concerne la taille des pièces à produire, le frittage laser sélectif, avec une taille maximale de 680 x 380 (ou plus) x 560 millimètres, devance largement la fusion multijet, dont la limite est de 380 x 284 x 380 millimètres. Cependant, la MJF est en avance lorsqu'il s'agit de petits composants. Les impressions MJF peuvent être produites avec des dimensions minimales à partir de 0,5 millimètre, alors que les impressions SLS ne commencent "que" à 0,8 millimètre.
En ce qui concerne la fabrication additive de pièces individuelles, on peut s'attendre à des coûts similaires par pièce avec les deux procédés. En général, l'impression MJF peut également présenter un avantage en termes de coût grâce à son gain de temps et à un meilleur rapport de mélange entre la poudre ancienne et la poudre fraîche. Toutefois, il est impossible de répondre à cette question de manière générale. Pour une comparaison rapide des coûts, nous vous recommandons de télécharger votre fichier d'impression dans notre calculateur en magasin et de comparer les résultats.
Le frittage laser sélectif est déjà utilisé pour l'impression 3D depuis le milieu des années 1980 et peut être décrit sans exagération comme l'un des vétérans de la fabrication additive. Beaucoup plus jeune est le procédé Multi Jet développé par Hewlett-Packard, qui n'est utilisé dans le secteur industriel que depuis 2016. Si les deux procédés coexistent sur un pied d'égalité, c'est en raison de différences parfois importantes. Car malgré toutes les similitudes - impression de matériaux en poudre, utilisation de sources de chaleur, structure couche par couche des pièces imprimées - les deux procédés présentent également des avantages très spécifiques. Choisissez l'impression 3D MJF si - des composants avec une meilleure qualité de surface sont nécessaires - des composants de couleur unie sont nécessaires pour des applications de marketing ou de modélisme - la production doit être plus rentable - la résistance isotrope des composants techniques est nécessaire Choisissez l'impression 3D SLS si - la précision des composants est primordiale - les propriétés techniques doivent être garanties par une large gamme de matériaux - des composants plus grands doivent être imprimés.
Le service d'impression 3D de Jellypipe attend votre projet avec impatience. Si vous avez des questions, n'hésitez pas à contacter nos partenaires de solution.
Votre Jellypipe
PS : Vous trouverez ici une vidéo sur la création d'un composant par frittage laser sélectif : Video SLS Print Process
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