Lab 3Dnatives : Test de l’imprimante 3D XiP de Nexa3D

Le constructeur Nexa3D est né de la rencontre entre Avi Reichental, ancien PDG de 3D Systems, et les inventeurs de la technologie “Lubricant Sublayer Photo-curing” (LSPc). Intéressé par les développements de cette dernière, Avi Reichental décide de créer Nexa3D en 2015, et trois ans plus tard, en 2018, la première imprimante 3D du fabricant californien est dévoilée.

Historiquement, Nexa3D était exclusivement positionné sur le marché des imprimantes 3D industrielles, avant d’étendre plus récemment sa gamme avec des variantes pour le secteur dentaire ainsi que l’arrivée d’une première machine de bureau, la XiP. Ainsi, les différentes gammes de la marque couvrent désormais l’ingénierie (symbolisé par le E dans la nomenclature des machines, comme la NXE200), le dentaire (symbolisé par le D) et le marché des machines Desktop avec la XiP. En parallèle de ses gammes résine, le fabricant propose également une imprimante SLS haute performance, la QLS 820.

L’écosystème XiP comprend l’imprimante ainsi qu’une machine de post-traitement et un système de filtration d’air

Dévoilé lors du dernier salon Formnext de Francfort, l’écosystème XiP comprend une imprimante 3D, une machine de post-traitement, un système de filtration d’air et des cartouches de résine propriétaires. Avec son format compact et son prix d’entrée de $6 295, la XiP se présente comme la machine d’entrée de gamme du constructeur et vise une plus large cible de clients.

Après plusieurs mois d’attente de la part du marché, la XiP est commercialisée depuis avril dernier. Retour dès aujourd’hui sur son test complet au sein du Lab 3Dnatives.

Déballage de l’imprimante 3D XiP

Malgré son format compact, la XiP nous est venue livrée sur une palette entière. Celle-ci rassemblait le carton de l’imprimante, la machine de post-traitement, les accessoires, les pièces de rechange ainsi que les matériaux. Le déballage de la XiP est aisé, puisqu’une fois les quatre clips retirés, la partie haute du carton se sépare de celle du bas, donnant accès à la machine pré-assemblée. Au sein du carton, on retrouve également le bloc alimentation ainsi qu’une gourde aux couleurs de la marque.

Dans les autres cartons, on retrouve la machine de post-traitement, elle aussi déjà montée, ainsi qu’un ensemble relativement complet d’accessoires, à savoir un bac de nettoyage, un plateau de post-traitement en plastique, une trousse à outils en silicone (contenant une paire de pinces coupantes, une spatule métallique et une plastique ainsi que deux limes), un filtre et un entonnoir pour faciliter le changement de résine, une unique paire de gants et un accessoire de nettoyage du bac à résine (communément appelé VAT). On découvre également les deux VATs en aluminium et un pack de 3 membranes Everlast-2 de rechange.

Bien que le kit d’accessoires fourni soit relativement complet, il aurait été appréciable d’y retrouver une paire de pince à bec fin ainsi qu’une pince à épiler. Deux outils particulièrement utiles lors du retrait de support. Lors de l’utilisation de la XiP, il sera nécessaire de porter une paire de gants. Bien que la XiP vient livrée avec une paire, il faudra rapidement en acheter d’autres puisqu’ils sont à usage unique.

Notre XiP étant l’une des toutes premières livrées en Europe, la machine de filtration d’air n’était pas incluse, bien qu’elle soit fournie par défaut dans tous les packs XiP. Cette machine, installée à côté de la XiP sur le plan de travail, aspire l’air autour d’elle et fonctionne à l’aide de filtres HEPA et charbons actifs afin de réduire les COV (Composés Organiques Volatiles) liés à l’impression 3D. En parallèle de l’utilisation de la machine de filtration, il est recommandé de porter un masque, non fourni par le fabricant toutefois.

Visuellement, la XiP et la machine de post-traitement se caractérisent par un châssis combinant des panneaux en aluminium et en plastique noir. Les cartouches de résine sont, elles aussi, fabriquées en aluminium. Le fabricant justifie son choix par un argument écologique, l’aluminium étant la matière première la plus recyclée. Ainsi, l’imprimante 3D et la machine de post-traitement sont constituées d’un châssis en aluminium, tout comme les cartouches de résine. En plus de son attrait écologique, l’aluminium donne un aspect “premium”, minimaliste et moderne à l’écosystème de Nexa3D.

Le système de fixation du plateau permet une manipulation simple et un maintien ferme

Quand on regarde de plus près à l’intérieur de la machine, on découvre le système de fixation et de parallélisme du plateau qui témoignent de la robustesse de l’imprimante. À l’arrière, on retrouve toute la connectique de la XiP (à savoir : un port USB B, un connecteur RJ 45 et et une prise d’alimentation)

Enfin, bien que de taille similaire (420x350x530mm soit 77L) à d’autres références sur le marché, il est intéressant de noter que l’imprimante 3D XiP de Nexa3D se distingue par un volume d’impression légèrement supérieur (195x115x210mm soit 4,8L) à ses concurrentes directes.

Installation de l’imprimante 3D XiP de Nexa3D

Une fois tous les produits déballés, l’utilisateur devra assembler le VAT en fixant une membrane Everlast-2 sur la partie en aluminium grâce aux quatre clips de fixation. On vient ensuite installer ce bac de résine dans l’imprimante en le posant sur des électro-aimants de fixation.

Le VAT vient reposer sur des électro-aimants qui le maintiennent fermement en place

Dès le premier allumage de la machine, via le bouton situé à l’arrière de la machine, on découvre l’écran de contrôle tactile et couleur de 5,5”. Celui-ci vient se fondre dans la face avant et semble disparaître dès lors que l’on éteint la machine.

L’avant de la machine étant de la même couleur que l’écran, celui-ci semble disparaitre lorsque la machine est éteinte. Mais dès la mise sous tension, l’écran accueille l’utilisateur par une interface intuitive. Cette dernière nous invite à scanner un QR code afin d’associer la XiP à un compte utilisateur puis à s’assurer que l’imprimante 3D est bien positionnée. En effet, la XiP doit être placée à plat, sans quoi, il sera possible d’ajuster les pieds pour la remettre à niveau. Troisième étape, l’imprimante 3D demande à être connectée au WiFi.

Enfin, il conviendra d’insérer une cartouche de résine pour finaliser l’installation. Cette dernière, couplée à un capteur ultrason, permet de remplir de manière automatique le VAT. Il est intéressant de noter que lors des impressions, le bac de résine est toujours maintenu à un niveau suffisant grâce à un système d’écoulement combiné au capteur ultrason.

Les cartouches propriétaires permettent un chargement aisé des matériaux

De manière générale, l’installation de la XiP est un processus rapide et très intuitif, simplifié par les animations présentes sur l’écran de l’imprimante ainsi que les tutoriels vidéos disponibles sur le site et la chaîne YouTube du constructeur.

En ce qui concerne la machine de post-traitement, l’installation est également aisée puisqu’il suffit de l’installer sur le plan de travail et d’y installer un bac de nettoyage, préalablement rempli d’une solution de post-traitement (Alcool IsoPropylique ou X-Wash, la solution de nettoyage fournie par Nexa3D). Pour la post-polymérisation (ou curing), il faudra retirer les impressions du bac de nettoyage et les déposer sur le plateau transparent de la machine de post-traitement, celui-ci venant s’emboiter au même emplacement que le bac de nettoyage précédemment utilisé. Enfin, une fois le couvercle réfléchissant installé, le post-traitement peut démarrer. Pour régler les paramètres de la Wash & Cure, un bouton en façade permet d’alterner entre les fonctionnalités de post-traitement tandis qu’un potentiomètre couplé à un écran 7-segments permet de régler le temps d’opération.

La machine de post-traitement permet de facilement nettoyer et post-polymériser ses impressions

Comme évoqué précédemment, la XiP est une imprimante 3D résine reposant sur une technologie propriétaire dénommée LSP-c pour “Lubricant Sublayer Photo-curing”. Cette dernière s’appuie sur la technologie Masked StereoLithography Apparatus (MSLA) puisqu’elle utilise une source lumineuse UV masquée par un écran LCD monochromatique. Elle diffère néanmoins du processus MSLA par son utilisation d’une membrane lubrifiée. Le plus gros défaut de l’impression résine “standard” repose sur l’arrachement de la couche imprimée sur la membrane (chaque couche, une fois imprimée, doit être arrachée de la membrane où elle a été imprimée pour laisser la place à la prochaine couche d’impression). En effet, lors de l’arrachement, certaines parties plus fragiles d’une impression peuvent se détacher ou bien pire, la pièce imprimée peut créer un appel d’air et déchirer la membrane.

C’est pourquoi certains fabricants ont ainsi développé leur propre technologie de manière à “adoucir” l’arrachement des couches. Dans le cas de la technologie LSP-c, Nexa3D recourt à une membrane lubrifiée légèrement élastique. Le principal avantage de cette technologie, en comparaison à un processus d’impression 3D MSLA classique, réside dans la rapidité d’impression. En effet, puisque les couches peuvent être détachées plus aisément de la membrane, il est alors possible de réduire le temps de cette opération habituellement chronophage.

NexaX, le slicer propriétaire de Nexa3D

Une fois la machine déballée et installée, il faudra installer le slicer propriétaire du fabricant, simplement nommé NexaX. Celui-ci, disponible sur le site du fabricant, inclut toutes les opérations basiques de manipulation du fichier et les paramètres standards d’impression.

Le logiciel NexaX a toutefois la particularité de proposer une version premium, à un prix non-négligeable de $1 199 par an (soit environ 1 200 €), qui permettra alors d’accéder à des paramètres d’impression plus avancés ou encore d’utiliser des résines d’autres constructeurs.

NexaX s’avère être un slicer très intuitif qui propose tous les outils les plus communs (déplacement de pièces, supports manuels et automatiques, estimation des temps d’impression et de la quantité de matériau) ainsi que des fonctionnalités intéressantes comme la duplication et le stacking de pièces (array) ou encore des outils de réparation et de modification simples du STL.

La fonctionnalité « Array » de NexaX nous a permis d’imprimer, en série, 170 exemplaires d’une pièce

Malgré sa facilité d’utilisation, le slicer possède quelques limites notables. On remarque premièrement qu’il ne sera compatible qu’avec les fichiers STL et OBJ tandis que le format 3MF est le grand oublié. Lors de nos tests, nous avons également expérimenté des ralentissements lors de la génération de supports, de duplication, ou de sauvegarde sur des fichiers volumineux ou complexes. Nous avons notamment subi ces ralentissements lors de la duplication de pièces pour la production en série de 170 unités d’un modèle. Ce problème pourrait être atténué en utilisant un format 3MF, plus léger à manipuler, afin de fluidifier la duplication et le tranchage de la pièce.

NexaX est un slicer propriétaire intuitif développé par Nexa3D

Autre point intéressant, en plus de ses options de tranchage, NexaX comprend une interface de gestion sans fil des imprimantes 3D connectées, une fonctionnalité pratique dans le cadre de la gestion d’un parc de machines. À noter toutefois que celui-ci ne fonctionne qu’en réseau local.

Premières impressions 3D avec la XiP de Nexa3D

Dès le bac de résine automatiquement rempli, la XiP est prête à imprimer. Le parallélisme du plateau d’impression est réglé d’usine ce qui évite un processus minutieux à l’utilisateur et garanti une expérience plug&play. Ainsi, nous préparons directement une impression sur le slicer et l’envoyons, par Wi-Fi, à l’imprimante.

Une fois la première impression terminée, nous découvrons une pièce reproduite fidèlement sans encombre. Ce premier résultat témoigne de la simplicité d’utilisation et de la fiabilité de la XiP. Nous avons alors continué à imprimer d’autres pièces avec la résine xABS3843 sans encombre. Avant de passer à une autre résine, nous avons vidé et nettoyé le VAT puis avons inséré une nouvelle cartouche qui vient se déverser automatiquement dans le bac de résine.

Les cartouches de résine s’insèrent dans l’emplacement réservé pour se déverser automatiquement dans le VAT

Les profils par défaut établis pour les matériaux propriétaires du fabricant californien permettent d’imprimer rapidement et de manière fiable tous types de modèles, faisant de la XiP une machine offrant une belle répétabilité et une large compatibilité avec près d’une vingtaine de matériaux.

Couplée à sa machine de post-traitement, la XiP permet un flux de production aisé et intuitif. À cette occasion, le fabricant propose divers contenus et ressources pédagogiques afin de maîtriser l’écosystème et comprendre les spécificités liées à chaque matériau.

En ce qui concerne la gestion des matériaux, l’installation et le changement d’une cartouche est particulièrement simple puisqu’il suffit de l’insérer dans l’emplacement dédié dans la machine où elle vient se déverser automatiquement. Grâce à leurs puces RFID intégrées, les cartouches peuvent communiquer avec l’imprimante 3D et le slicer pour adapter les paramètres de tranchage. On regrette néanmoins une sous-utilisation de ces fonctionnalités intelligentes puisque l’imprimante n’a aucune idée du niveau de résine restant dans la cartouche par exemple. Bien que les cartouches soient réutilisables, les informations sur le matériau comme la date de péremption, le numéro du lot etc. ne pourront pas être mises à jour non plus.

En l’absence de suivi du niveau de résine restant, certaines impressions peuvent échouer

Bien que la XiP soit située dans le haut du panier des imprimantes desktop résine, son coût d’entrée est compensée par un coût des consommables (membranes, résines…) faible comparé à d’autres machines similaires. De plus, la XiP est compatible avec des matériaux tierces (à condition d’avoir la version premium du logiciel de tranchage propriétaire), ce qui étend le portefeuille de matériaux compatibles et permet d’utiliser des résines moins onéreuses.