Conseils d’experts : comment optimiser le post-traitement en impression 3D ?

De nombreuses étapes viennent rythmer le processus d’impression 3D : de la modélisation 3D au slicing en passant par la fabrication même de la pièce, chaque étape a son importance. Une fois la pièce imprimée, il reste d’ailleurs souvent une dernière étape à savoir le post-process, avec pour objectif de réduire son aspect stratifié, la colorer ou encore renforcer sa structure. Bien que le post-traitement reste l’étape finale, celui-ci peut s’avérer crucial – ce n’est d’ailleurs pas un hasard si certains fabricants ont développé des machines au post-traitement intégré, comme Velox ou le succès récent d’entreprises comme DyeMansion. Afin de mieux comprendre l’importance du post-traitement en impression 3D et les différentes techniques qui existent, nous avons interrogé 4 experts de la fabrication additive.

Benoit Michaut est le fondateur d’Atome3D, revendeur français qui s’est spécialisé sur une large gamme de technologies d’impression 3D et accompagne ses clients à chaque étape du processus de fabrication. Vincent Icart est le chef de programme MOVINGLight chez Prodways, fabricant français d’imprimantes 3D industrielles. Arnault Coulet est le directeur de FABULOUS, une agence de conseil spécialisée dans l’impression 3D. Enfin, Fabien Pettelot est ingénieur application chez Protolabs, un service d’impression 3D présent à l’international qui travaille de nombreuses technologies de fabrication additive comme le PolyJet, le SLS ou encore la stéréolithographie.

Quelles sont les techniques de post-traitement en impression 3D ?

Etant donné la multiplicité des technologies de fabrication additive et des matériaux compatibles, il n’est pas étonnant de voir qu’il existe diverses méthodes de post-traitement. On ne traitera pas le plastique « classique », comme le PLA ou l’ABS, de la même façon que l’aluminium et le titane – il existe d’ailleurs des disparités entre ces deux métaux. Arnault Coulet précise : « La technique employée dépend bien entendu des couplages procédés matériaux utilisés, ainsi que du niveau de finition attendu. » Nos experts confirment que le niveau de détails souhaité viendra sans aucun doute influencer le travail de post-traitement. Plus celui-ci sera élevé, plus les étapes seront longues.

Le post-traitement des résines

Généralement, l’utilisation de résines en impression 3D garantit une finition plus importante et des détails plus nets en sortie d’imprimante. Pour les traiter, il faut impérativement nettoyer la pièce après impression grâce à un solvant comme de l’alcool isopropylique. Un bac est parfois fourni avec l’imprimante 3D résine pour faciliter le processus. Vincent Icart explique « Le rinçage permet d’enlever tous les restes de résine non polymérisée, et déboucher les cavités internes. » Après ce nettoyage, la pièce doit passer par un four UV afin de garantir une solidité et une durabilité de la résine. Elle pourra être polie, vernie et peinte au besoin et manipulée sans gants sans aucun problème.

Crédits photo : Prodways

Le post-traitement des filaments plastiques

Pour des plastiques rigides comme le PET, PC ou PLA, Benoit recommande un lissage en spray mono-composant ou avec résine bicomposant type époxy. En revanche les matériaux plus tendres comme les styréniques tels que l’ABS, le PS ou l’ASA pourront être facilement poncés à la main ou subir une dissolution de surface au solvant pour un effet brillant ou mat et sans strie.  « La cabine Apoller de Zortrax est l’outil idéal pour lisser les objets en toute sécurité » précise-t-il. Enfin des filaments plus techniques comme le PEEK pourront éventuellement être recuits pour augmenter les propriétés mécaniques de la pièce – on utilisera alors un four à paliers programmables.

Post-traitement sur ABS par dissolution à l’acétone

Le post-traitement des poudres polymères

Nos experts s’accordent à dire que le frittage de poudre polymères (appelé SLS) a pour avantage de ne pas utiliser de supports d’impression, ce qui vient grandement faciliter le travail de post-traitement. Arnault affirme : « Le frittage polymère reste encore le plus facile à traiter car il n’y a pas de supports de fabrication et que les techniques de post-process sont faciles à maitriser et internaliser. » La poudre sert elle-même de support. Notons toutefois qu’il faudra retirer (et éventuellement recycler) la poudre non utilisée, que ce soit par aspiration, soufflage, balayage ou microbillage. Vincent Icart précise toutefois qu’il faut être un peu plus prudent dans la manipulation de la poudre car elle peut être dangereuse pour la personne et son environnement, il faut donc prendre des mesures de sécurité adaptées. 

Le post-traitement des métaux

Les pièces réalisées par frittage laser direct de métal doivent également faire l’objet d’un post-traitement thermique pour renforcer les propriétés du métal employé. Diverses finitions peuvent alors être réalisées, que ce soit de l’usinage, du polissage ou encore de l’anodisation. La technologie DMLS est plus demandeuse en termes de sécurité – les poudres métalliques peuvent en effet amener une explosion ou un départ de feu. Arnault affirme toutefois que « certains fabricants ont mis en place des process de manipulation et stockage des poudres qui permettent de meilleures protections HSE. C’est le cas pour AddUp par exemple ou HP pour les polymères. »

Crédits photo : Protolabs

Optimisez votre post-traitement en impression 3D

Nos experts estiment qu’il faut bien optimiser les supports d’impression – une première étape qui fera gagner du temps au final. Il est aussi très important de choisir une machine adaptée à ce qu’on souhaite produire. Vincent de Prodways précise : « Il faut bien dimensionner son équipement en fonction du volume de pièce à traiter, et suivre les recommandations des équipes applicatives de son fournisseur d’imprimante 3D. » Le paramétrage de la machine est donc primordial si vous souhaitez être le plus efficace possible. Benoit ajoute qu’il faut séparer la phase d’impression et celle du post-traitement et ne pas les lancer en même temps : « On prend des risques inutiles pour la sécurité et pour l’objet. »

Enfin, nos 4 experts partagent le même point de vue : c’est bien la complexité de la pièce imprimée en 3D qui influencera la difficulté et la longueur du travail de post-traitement. Fabien Pettelot de Protolabs conclut : « Plus la pièce présente des formes et détails géométriques, plus il sera difficile d’éliminer, en fonction de la technologie, les éventuels supports ou la poudre non utilisée. » Il faudra donc adapter au maximum le design de sa pièce aux spécificités de la technologie choisie et définir l’orientation de construction la plus adaptée.

Quelles techniques de post-traitement en impression 3D utilisez-vous ? Quelles sont les difficultés que vous éprouvez lors de cette étape finale ? Partagez votre avis dans les commentaires de l’article ou avec les membres du forum 3Dnatives.