Bien que la majeure partie du travail de fabrication soit réalisée à l'intérieur de l'imprimante 3D, les pièces étant fabriquées couche par couche, le processus ne s'arrête pas là. Le post-traitement est une étape importante du flux de travail d'impression 3D, qui transforme les composants imprimés en produits finis. Autrement dit, le « post-traitement » en lui-même n'est pas un processus spécifique, mais plutôt une catégorie regroupant de nombreuses techniques de traitement différentes, applicables et combinables pour répondre à différentes exigences esthétiques et fonctionnelles.
Comme nous le verrons plus en détail dans cet article, il existe de nombreuses techniques de post-traitement et de finition de surface, notamment le post-traitement de base (comme le retrait des supports), le lissage de surface (physique et chimique) et le traitement des couleurs. Comprendre les différents procédés d'impression 3D vous permettra de répondre aux spécifications et exigences de vos produits, que votre objectif soit d'obtenir une qualité de surface uniforme, une esthétique spécifique ou une productivité accrue. Examinons-les de plus près.
Le post-traitement de base fait généralement référence aux étapes initiales après le retrait et le nettoyage de la pièce imprimée en 3D de la coque d'assemblage, y compris le retrait du support et le lissage de base de la surface (en préparation de techniques de lissage plus approfondies).
De nombreux procédés d'impression 3D, notamment la modélisation par dépôt de fil fondu (FDM), la stéréolithographie (SLA), le frittage laser direct de métal (DMLS) et la synthèse lumineuse numérique du carbone (DLS), nécessitent l'utilisation de structures de support pour créer des protubérances, des ponts et des structures fragiles. . particularité. Bien que ces structures soient utiles au processus d'impression, elles doivent être retirées avant de pouvoir appliquer les techniques de finition.
Le retrait du support peut se faire de plusieurs manières, mais le procédé le plus courant aujourd'hui implique une intervention manuelle, comme la découpe. Avec des substrats hydrosolubles, la structure du support peut être retirée en immergeant l'objet imprimé dans l'eau. Il existe également des solutions spécialisées pour le retrait automatisé des pièces, notamment la fabrication additive métallique, qui utilise des outils tels que des machines CNC et des robots pour découper les supports avec précision et respecter les tolérances.
Une autre méthode de post-traitement de base est le sablage. Ce procédé consiste à pulvériser des particules sur les pièces imprimées sous haute pression. L'impact du matériau pulvérisé sur la surface imprimée crée une texture plus lisse et plus uniforme.
Le sablage est souvent la première étape du lissage d'une surface imprimée en 3D, car il élimine efficacement les résidus de matière et crée une surface plus uniforme, prête pour les étapes suivantes telles que le polissage, la peinture ou la teinture. Il est important de noter que le sablage ne produit pas de finition brillante.
Au-delà du sablage classique, d'autres techniques de post-traitement permettent d'améliorer le lissé et les propriétés de surface des composants imprimés, comme un aspect mat ou brillant. Dans certains cas, des techniques de finition permettent d'obtenir un lissé en utilisant différents matériaux de construction et procédés d'impression. Cependant, dans d'autres cas, le lissage de surface ne convient qu'à certains types de supports ou d'impressions. La géométrie de la pièce et le matériau d'impression sont les deux facteurs les plus importants lors du choix de l'une des méthodes de lissage de surface suivantes (toutes disponibles dans la tarification instantanée de Xometry).
Cette méthode de post-traitement est similaire au sablage traditionnel, car elle consiste à appliquer des particules sur l'impression sous haute pression. Cependant, il existe une différence importante : le sablage n'utilise pas de particules (comme du sable), mais des billes de verre sphériques comme support pour sabler l'impression à grande vitesse.
L'impact des billes de verre rondes sur la surface de l'impression crée un effet de surface plus lisse et plus uniforme. Outre les avantages esthétiques du sablage, ce lissage augmente la résistance mécanique de la pièce sans affecter sa taille. En effet, la forme sphérique des billes de verre peut avoir un effet très superficiel sur la surface de la pièce.
Le tampage, également appelé tamisage, est une solution efficace pour le post-traitement des petites pièces. Cette technologie consiste à placer une impression 3D dans un tambour avec de petits morceaux de céramique, de plastique ou de métal. Le tambour tourne ou vibre ensuite, provoquant le frottement des débris contre la pièce imprimée, éliminant ainsi les irrégularités de surface et créant une surface lisse.
Le polissage au tambour est plus puissant que le sablage, et le lissé de surface peut être ajusté en fonction du type de matériau traité. Par exemple, vous pouvez utiliser un média à faible granulométrie pour créer une texture de surface plus rugueuse, tandis que des copeaux à granulométrie élevée permettent d'obtenir une surface plus lisse. Certains des grands systèmes de finition les plus courants peuvent traiter des pièces de 400 x 120 x 120 mm ou 200 x 200 x 200 mm. Dans certains cas, notamment pour les pièces MJF ou SLS, l'assemblage peut être poli au tambour avec un support.
Bien que toutes les méthodes de lissage décrites ci-dessus reposent sur des procédés physiques, le lissage à la vapeur repose sur une réaction chimique entre le matériau imprimé et la vapeur pour produire une surface lisse. Plus précisément, le lissage à la vapeur consiste à exposer l'impression 3D à un solvant en évaporation (tel que le FA 326) dans une chambre de traitement étanche. La vapeur adhère à la surface de l'impression et crée une fusion chimique contrôlée, lissant les imperfections, les crêtes et les creux de surface en redistribuant le matériau fondu.
Le lissage à la vapeur est également connu pour donner à la surface un fini plus poli et brillant. Généralement plus coûteux que le lissage physique, ce procédé est privilégié pour son aspect lisse et brillant supérieur. Il est compatible avec la plupart des polymères et élastomères d'impression 3D.
La coloration, étape supplémentaire de post-traitement, est un excellent moyen d'améliorer l'esthétique de vos impressions. Bien que les matériaux d'impression 3D (notamment les filaments FDM) soient disponibles dans une variété de couleurs, la coloration en post-traitement permet d'utiliser des matériaux et des procédés d'impression conformes aux spécifications du produit et d'obtenir la correspondance des couleurs idéale pour un produit donné. Voici les deux méthodes de coloration les plus courantes en impression 3D.
La peinture au pistolet est une méthode courante qui consiste à utiliser un aérosol pour appliquer une couche de peinture sur une impression 3D. En interrompant l'impression 3D, vous pouvez pulvériser uniformément la peinture sur la pièce, recouvrant ainsi toute sa surface. (La peinture peut également être appliquée de manière sélective grâce à des techniques de masquage.) Cette méthode, courante pour les pièces imprimées et usinées en 3D, est relativement peu coûteuse. Cependant, elle présente un inconvénient majeur : l'encre étant appliquée en très fine couche, si la pièce imprimée est rayée ou usinée, la couleur d'origine du matériau imprimé redeviendra visible. Le procédé d'ombrage suivant résout ce problème.
Contrairement à la peinture au pistolet ou au pinceau, l'encre utilisée en impression 3D pénètre sous la surface. Cela présente plusieurs avantages. Premièrement, si l'impression 3D est usée ou rayée, ses couleurs vives restent intactes. De plus, la teinture ne s'écaille pas, contrairement à la peinture. Un autre avantage majeur de la teinture est qu'elle n'affecte pas la précision dimensionnelle de l'impression : comme la teinture pénètre la surface du modèle, elle n'ajoute pas d'épaisseur et n'entraîne donc aucune perte de détails. Le procédé de coloration spécifique dépend du procédé d'impression 3D et des matériaux.
Tous ces processus de finition sont possibles en travaillant avec un partenaire de fabrication comme Xometry, vous permettant de créer des impressions 3D professionnelles qui répondent à la fois aux normes de performance et d'esthétique.
Date de publication : 24 avril 2024