Salut les Makers ! Il y a un peu plus d’une semaine je commandais ma première imprimante SLA. Je viens d’y effectuer ma toute première impression ! Qu’est-ce que le SLA ? Cette technologie vaut-elle le détour ? Qu’en est-il de ma première utilisation ? C’est dans cette article découverte que je vous emmène au cœur de cette technologie, pionnière dans le monde de l’impression 3D.

La technologie SLA

Avant d’aborder ma première expérience sur la SparkMaker, profitons pour faire un petit tour sur la technologie SLA, son principe ainsi que son historique. Alors déjà, que signifie SLA ?

StereoLithography Apparatus pour apparition par stéréolithographie. Il s’agit de la plus ancienne méthode de fabrication additive moderne. C’est d’ailleurs cette technologie qui a donné le nom aux fichiers STL pour STereoLithography ou STererolithography Layers. La stéréolithographie consiste à photopolymériser de la matière grâce à de la projection de lumière. Cette matière se trouve être principalement de la résine liquide qui va se solidifier lorsque celle-ci est exposée pendant une certaine durée à une longueur d’onde bien spécifique. Dans le cas de la SparkMaker, il s’agit de photopolymérisation via lumière ultraviolette (UV), pour une longueur d’onde comprise entre 400 et 410 nm.

Ma première impression SLA en cours de réalisation sur SparkMaker

Dans le domaine des imprimantes 3D SLA, on retrouve 3 catégories d’imprimantes :

• Les imprimantes SLA Laser : Un laser va balayer la résine couche par couche afin de solidifier la matière par polymérisation. Cette technique à l’avantage d’être très précise. On est limité par la précision du faisceau lumineux qui lui est très fin. Cependant le procédé est très lent. Les leaders en la matière sont représentés par la société FormLabs.
• Les imprimantes DLP : Ces imprimantes utilisent le principe de la rétroprojection. Tout comme les rétroprojecteurs DLP, on va projeter une image sur un écran. Derrière cet écran se trouve la résine que l’on va venir polymériser grâce à la lumière du projecteur. L’avantage ici, c’est que l’on polymérise toute la couche en même temps. L’image 2D de la couche est vidéoprojetée contre la résine. Cette technique à l’avantage d’être beaucoup plus rapide que le SLA Laser. La précision sera relative à la résolution du projecteur. Plus la résolution est élevée, moins on verra les « pixels » apparaître sur la pièce (on appelle ça des voxels en 3D). Pour retirer ce rendu voxelisé, il faudra passer par un post-traitement. Pour plus d’info, voir l’article de FormLabs cité en source de cet article.
• Le nouveau type d’imprimante à cristaux liquides LCD : C’est la technologie utilisée par SparkMaker. Bien que l’on retrouve cette imprimante sous la dénomination SLA ou DLP (ce qui peut en dérouter plus d’un !), il s’agit bien d’une imprimante SLA LCD ! Le principe est simple : on fait passer un flux lumineux ultraviolet au travers d’un écran LCD. Cet écran fera office de filtre pour laisser passer ou non la lumière UV selon « l’image » qu’il affiche. Ainsi là où la lumière passe, il y a polymérisation ! La précision est liée à la résolution de l’écran LCD, à son nombre de DPI. Plus ce dernier est grand, plus l’imprimante pourra affiner les détails. L’avantage de cette technologie, c’est son bas prix pour une précision et une vitesse équivalente à une imprimante DLP.
• 4^ème type d’imprimante (bonus !) : On retrouve des imprimantes mixtes DLP / SLA. Cela concerne la gamme des imprimantes professionnelles. L’objectif de ces imprimantes est d’allier la précision du laser avec la rapidité de polymérisation de la rétroprojection DLP. Le laser sera utilisé pour les bords de l’objet et l’impression des détails. Et le système DLP s’occupera du remplissage de la pièce. Super compromis, n’est-ce pas ? 🙂

Principe d’une imprimante SLA à écran LCD (projet uTopiaPrinter)

Les imprimantes SLA (StereoLithography Apparatus) sont beaucoup plus précises que les imprimantes FDM (Fused Deposition Modeling – Dépôt de filament fondu). Ici on parle d’une finesse de polymérisation en X/Y pouvant aller jusqu’à 0,005 mm ! Côté SparkMaker, on pourra descendre jusqu’à 0,025 mm, c’est très loin de nos imprimantes FDM ayant une précision maximale de +/- 0,1 mm !

Différences SLA Laser et technologie DLP.

Exemple d’un assemblage de pièces techniques imprimées en SLA (Form2 de FormLabs)

Donc oui, le SLA c’est bien, c’est beau, c’est classe ! Mais parlons un peu du consommable principal : la résine !

Les résines

En impression 3D SLA, on utilise principalement de la résine. Elle s’achète en flacon, sous forme liquide. Et.. Niveau prix, c’est plutôt cher ! C’est clair, en termes de matière, on est bien au-dessus du coût pour une impression FDM. Avant de s’intéresser aux différentes marques de résine que j’ai pu trouver (sans pour autant les tester, je débute à peine !), voyons ensemble quelques spécificités générales aux résines :

• Porter des gants tu devras : en effet, les résines sous leur forme liquide sont toxiques pour la peau. De ce côté là, pas de chichi, je vous mets un lien vers des gants en vinyle ! Ça ne coûte rien et ça vous protégera les mains. C’est un élément OBLIGATOIRE ! Car vous verserez le précieux liquide dans la machine avec vos mains et à la fin de l’impression, vous retirerez la pièce encore coulante de résine liquide avec vos mains (sisi, je vous assure !).
• Des lunettes de protection tu auras : ce qui est valable pour la peau est également valable pour vos yeux ! Et puis, c’est important les yeux ! En plus de vous donner un look qui vous fera passer pour un membre de la police scientifique des Experts, des lunettes de protection vous protégeront en cas d’éclaboussures ou d’évaporations.
• Un stockage adapté pour ta résine tu auras : afin de stocker au mieux la résine, il faudra la stocker à l’abri des rayons solaires (et donc des UV en général quoi ^-^) et de la chaleur. En résumé, un placard qui n’est pas ensoleillé fera très bien l’affaire (ou mon atelier à la cave, mouhouhaha !).
• Éviter de manger la résine tu feras : pour écrire cet article, j’ai mes flacons de résine sous les yeux et les inscriptions « Do not eat » sont mises fièrement en évidence ! En même temps, ça me paraissait logique, non ?!
• Ne pas laisser à la portée des enfants et des animaux : bon, avec les points que j’ai abordés plus haut, on avait compris que la résine, sous sa forme liquide, n’était pas inoffensive ! Donc à moins que ça soit le chat du voisin, ne laissez pas la résine liquide accessible à n’importe qui !

En cas de contact avec la peau, un rinçage à l’eau et au savon est préconisé. S’il y a contact avec les yeux, il faudra les rincer à l’eau et aller directement chez des médecins compétents (du type urgences ophtalmologique). Ce blog ou moi-même ne serons pas tenu pour responsables en cas d’accidents.

Sur le marché des imprimantes SLA, vous trouverez plusieurs catégories de résines :

• Les résines propriétaires exclusives. Ce sont les résines qui sont formulées exclusivement par certains constructeurs pour des imprimantes spécifiques. Par exemple, la société FormLabs vend ses propres résines à destination exclusive de leurs clients. Les résines à l’achat se présentent sous la forme d’un réservoir que l’on viendra « clipser » sur l’imprimante SLA à la manière d’une imprimante 2D standard où l’on viendra changer les cartouches.
• Les résines propriétaires « open ». Certains fabricants formulent des résines à destination de leur imprimante. Ces résines ont été développées principalement pour leur imprimante, mais elles ne sont pas exclusives. Ces résines peuvent très bien être utilisées sur d’autres imprimantes. Il faudra vérifier la compatibilité en longueur d’onde entre l’imprimante et la résine. C’est le cas pour la société SparkMaker qui formule des résines sensibles aux longueurs d’onde entre 350 et 410 nm. Anycubic développe également ses propres résines qui rentrent dans cette catégorie.
• Les résines formulées par des spécialistes. Ce sont directement des fabricants de résine 3D qui vendent, soit sur des plateformes de revente, soit directement sur leur site. Je pourrais citer entre autres les marques Monocure3D et 3D-Okay.

Le plus souvent, les résines sont stockées dans des contenants de 500ml. Selon la marque et le type de résine utilisé, les prix varient entre 24 € les 500 ml (3D-Okay) et parfois plus de 100 € les 500 ml. Certaines résines ont des propriétés plus résistantes aux chocs, aux UV et à la chaleur une fois l’objet créé. Ces résines-là sont souvent plus chères. Il existe également des résines « flexibles » pouvant réaliser des objets ayant des propriétés élastiques. Je vous donne un petit aperçu des possibilités avec la gamme de résine SparkMaker :

J’ai cependant été étonné au niveau des couleurs disponibles. En effet, je pensais me retrouver devant un large choix de couleurs comme les filaments en impression 3D FDM, mais il n’en est rien. Les seuls fabricants que j’ai croisés qui proposaient des résines couleur, c’était Monocure3D et Wanhao3D. Pour les autres, on trouve beaucoup de résines transparentes, grises, blanches ou noires. Et.. En fait, il n’y a pas besoin de plus, car en impression 3D SLA, il y a ce que j’aime appeler la « magie des additifs« .

Brosse à dents entièrement imprimée avec la technologie SLA (crédits : FormLabs)

Wanhao3D :
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MonoCure3D :
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Revendeur officiel MonoCure3D en France (3D-expert.fr).
Revendeur FEPShop (livraison dans toute l’Europe).

SparkMaker3D :
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Les additifs

Vous trouvez que les résines sont pauvres en couleurs ? Pas de soucis ! Retenez bien que la résine sera votre base. C’est la résine qui donnera les propriétés mécaniques de votre pièce (élasticité, rigidité, tenue à la température, aspect au toucher de la pièce…). Ensuite, libre à vous d’ajouter des pigments de couleurs à votre résine. Quelques gouttes suffisent pour donner de la couleur à vos objets. Plus vous ajoutez de pigments, plus la couleur sera marquée. Sur de la résine transparente, la quantité de pigment jouera sur la transparence de la pièce. Pour une résine grise, la quantité de couleur fera varier l’intensité de la couleur sur votre pièce. Et là où la magie opère, c’est quand vous mélangez plusieurs pigments entre eux pour créer de nouvelles couleurs. C’est le même principe que pour la peinture ! Une vidéo de Monocure3D sera bien plus parlante ! 😀

Attention tout de même à ne pas surdoser le mélange de pigments ! Et de bien mélanger votre formule. Les pigments ne sont pas sensibles à la polymérisation, ils seront fixés dans la résine une fois celle-ci polymérisée. Donc plus vous mettez de pigments, plus votre pièce aura « du mal à polymériser ». Dans ce cas, il faudra penser à rallonger les cycles de polymérisation. De plus, en cas de surdosage de la résine, vous risquez que la pièce n’accroche pas au plateau au début et se loupe complètement. Gare au surdosage donc !

Retrouvez les pigments MonoCure3D dans la boutique FEPShop.

En théorie, tous les colorants, pigments et additifs utilisés pour le « nail art » sont compatibles avec les résines SLA sensibles aux longueurs d’onde situées entre 350 et 415 nm. Cela reste à vérifier. De ce côté-là, je recommanderai plutôt la marque Créafirm reconnue dans le domaine.

Les équipements

Alors oui, maintenant que vous ressemblez à Gil Grissom et que vous êtes prêt à faire de nouvelles expériences, il est temps de faire un petit tour de l’équipement utile à l’impression 3D SLA ! Parce que oui, on a pas fini avec les équipements ! Ne vous inquiétez pas, rien de très cher, surtout de l’utile et de l’agréable (on m’a soufflé que c’était mieux de lier les deux !). Parce qu’acheter une imprimante SLA c’est bien, mais dites-vous bien que les fabricants ne nous disent pas tout !

La seringue

Alors pour commencer, je vais vous parler d’un must-have ! La seringue. En plus d’être l’accessoire indispensable pour vos soirées films d’horreur et Halloween, la seringue vous servira pour pouvoir transvaser la résine de son contenant jusqu’au réservoir de l’imprimante 3D. Et en plus, cela vous apportera la précision nécessaire au remplissage. Parce que le fabricant aura beau vous dire qu’il ne faut pas remplir le récipient avec plus de 120 ml de résine (valeur maximale pour la SparkMaker SLA), lorsque vous versez la résine avec la bouteille, vous n’avez aucune idée de la quantité ! Alors qu’avec la seringue de dosage, vous savez où vous en êtes. De plus, vous aurez moins de risque de renverser de la résine partout ! Un must-have je vous dis !

Une seringue de 60 ml fait parfaitement l’affaire !

La spatule

Ce n’est pas parce que nous sommes sur une autre technologie d’impression 3D qu’il faut déroger à la règle de la sacrée sainte spatule ! Comme les impressions en SLA seront souvent très fines, privilégiez les spatules les plus fines possible. La spatule de plâtrier vous sera inutile ici.

Kit de petites spatules fines

Isopropylalcohol >99% (IPA) / Alcool Isopropylique > 99%

Et voilà que je sors des molécules chimiques ! Rien de trop compliqué ici. Vous voyez l’alcool à 90% que vous prenez pour désinfecter les plaies ? (Et que ça pique très fort ! Perso, je préfère l’eau oxygénée ! :-D) Là c’est presque pareil, sauf que c’est concentré à plus de 99%. Ça sent mauvais et très fort, mais c’est ce produit qui est recommandé pour nettoyer les pièces imprimées à la fin de l’impression. C’est également grâce à ce produit que vous allez nettoyer le récipient de résine à chaque changement de résine. Il vous aidera aussi à débarrasser la plaque de la résine restante. Attention tout de même, certaines résines se nettoient à l’eau et non à l’IPA.

On retrouve différents volumes que l’on peut commander sur internet. Le meilleur rapport volume/prix que j’ai trouvé est celui de la marque WoldoClean :

Alcool Isopropylique 99,9% (dispo en Prime)

Pour ce produit, veillez à respecter les consignes de sécurité. Pas de source chaude à proximité, l’alcool est extrêmement inflammable, surtout sous forme vaporisée. Je dis ça, car l’IPA se vaporise rapidement à l’air libre.
Et bien entendu, lorsque vous nettoyez vos pièces dans l’IPA, n’oubliez pas de porter vos gants, la résine liquide est encore toxique, même dans l’IPA.

Films FEP

On ne va pas se faire de films ici ! :-D. Plus sérieusement, le bac de résine faisant office de réservoir est muni d’un cadre étanche. Ce cadre n’est pas posé directement sur l’écran LCD ou la rétroprojection DLP / Laser qui compose l’imprimante. Avant cela, il y a un film étanche. C’est ce qu’on appelle dans le jargon un film FEP. Il s’agit d’un film transparent en téflon qui assure l’étanchéité du bac par le dessous. Ce film se détériore au fur et à mesure des impressions. C’est pour cela qu’il est important d’en changer de temps à autre, lorsque la qualité des impressions se dégrade. L’avantage du film FEP c’est son hydrophobie, ce qui implique que les liquides n’accrochent pas au film. Ce qui est plutôt pratique dans notre cas, car la résine devra accrocher au plateau ou à la couche inférieure plutôt qu’au film.

On trouve des films de plusieurs qualités différentes sur le marché. Certains films sont prédécoupés aux dimensions des imprimantes. Vous trouverez tout ce qu’il vous faut en consommables FEP sur le site FEPShop.com (livre dans toute l’Europe).

Pour ce qui est du remplacement d’un film FEP, je vous ferai une vidéo lorsque je changerai le mien.

Tissu de nettoyage pour film FEP

Une fois que vous avez drainé la résine restante dans votre bac à résine à l’aide de votre seringue, absorbé les dernières gouttes avec du papier absorbant et enlevé les quelques résidus de résine à l’aide de la spatule, vous pourrez nettoyer le film FEP à l’aide de ce tissu de nettoyage. Je ne sais pas ce que ce tissu a de plus que la « chiffonnette » à lunettes. Pour moi, d’après la forme et la texture, c’est exactement la même chose !

Les tissus « officiels FEPShop »

Tissus pour nettoyage toutes surfaces

Lampe UV

Et enfin, pour terminer, une lampe UV ! Il faut savoir que la plupart des résines demandent à ce que les pièces soient traitées aux rayons UV pendant 2-3 minutes après le nettoyage à l’IPA. Cela permet de solidifier et rigidifier la pièce. Plus vous laissez un temps d’exposition long plus votre pièce sera solide. Attention tout de même à la couleur. Une résine transparente risquera de jaunir si elle est exposée trop longtemps. Si vous ne possédez pas de lampe UV, mais que vous avez beau temps, vous pouvez également laisser vos pièces au soleil pour un traitement aux UV naturels. Cependant, l’exposition durera plus longtemps et dans ce cas, comptez quelques heures.

Traitement UV « à l’arrache » avec une lampe UV antimoustique.

Pour de petites pièces, on trouve les lampes UV utilisées pour le « nail art », l’art de se décorer les ongles. Souvent équipées de minuteurs réglables sur des cycles de 2-3 minutes, c’est l’outil parfait pour nos impressions SLA. Prenez tout de même en compte la taille de la lampe ainsi que la longueur d’onde qui devra correspondre à votre résine.

Lampe UV (Amazon)

Pour des pièces plus grandes, il faudra construire votre lampe vous-même ou utiliser une insoleuse pour cartes électroniques. Certains fabricants vendent également des boîtiers UV où l’on peut régler avec précision les propriétés mécaniques des pièces. Les prix sont exorbitants.

FormCure de FormLabs (> 800 €)

Ma première expérience avec la SparkMaker SLA

La SparkMaker SLA est ma première imprimante 3D SLA. C’est également la plus abordable du marché, on la retrouve à moins de 250 €. SparkMaker le revendique haut et fort et ils ont raison. À titre de comparaison, le 2^ème prix se situe aux alentours de 500 € (AnyCubic Photon et Wanhao Duplicator 7) et ensuite pour le reste des imprimantes 3D SLA les prix s’envolent à plus de 1000 € ! Certes, ce n’est pas l’imprimante 3D parfaite, le logiciel d’impression donne une impression de vide quand on a l’habitude des slicers comme Cura pour l’impression 3D FDM qui sont bourrés de paramètres. Mais bon, ça fait le travail ! Et je la recommande déjà pour tous ceux qui veulent débuter dans l’impression 3D SLA de petites pièces. Et c’est pour vous relater au mieux cette première expérience que je vous donne rendez-vous dans un prochain article dédié à ma première expérience ! Pour information, j’ai acheté mon imprimante 3D sur GearBest ici (livré en 2 semaines) avec le code promo « GBSparkMaker » :

SparkMaker SLA sur GearBest – N’oubliez pas le code promo « GBSparkMaker » à ajouter au panier.

Ben.

Sources :
FilImprimante3D – Les imprimantes 3D LCD – Cristaux Liquides
ProfessionalPlastics – FEP-Film
MakerShop – Différences entre technologies SLA et DLP
FormLabs – SLA ou DLP : les technologies d’impression 3D comparées
Wiki – Stéréolithographie
SparkMaker3D
Monocure3D
FEPshop.com – Blog
Hackaday.io – Projet Open-Source uTopiaPrinter SLA LCD