Les différents types de résines disponibles pour l’impression 3D

Comme nous l’avons vu à de nombreuses reprises, le choix du bon matériau est une étape fondamentale dans le domaine de la fabrication additive. Cela est particulièrement important pour l’impression 3D résine, une technologie qui utilise des matériaux photosensibles qui sont durcis couche par couche jusqu’à ce que la pièce finale soit produite avec un niveau de détail élevé. Il est évident que le choix de la résine dépendra également de la méthode de fabrication utilisée. Il y a d’une part la stéréolithographie, ou SLA, qui utilise un laser pour polymériser le matériau, les méthodes DLP et LCD, qui utilisent des écrans lumineux et enfin le jet de matière qui a recours à une lumière UV. Pour mieux comprendre les options de matériaux actuellement disponibles, nous sommes venus vous présenter les types de résines que vous pouvez utiliser en impression 3D et leurs différentes caractéristiques.

Il convient de noter que les performances des résines sont déterminées par la polymérisation optimale induite par la lumière de polymérisation, qui peut être à onde unique ou à ondes multiples. C’est là que le concept de longueur d’onde de la résine entre en jeu. Plus la longueur d’onde de la résine est faible, plus la puissance requise pour la polymériser est élevée. C’est pour cette raison que les fabricants spécifient une longueur d’onde avec laquelle leurs résines sont compatibles. Nous comprenons donc que la longueur d’onde des résines DLP/LCD est supérieure à celle des résines SLA.

Crédits photo : Ackuretta

Les résines standards pour l’impression 3D

Comme on peut s’y attendre, ce type de résine est le plus générique de la liste et du marché. Pratiquement tous les fabricants le développent, de sorte que vous pouvez l’acheter partout, à un prix abordable et avec une grande variété de couleurs au choix. Ces résines constituent une option très polyvalente, combinant un résultat lisse et détaillé avec une dureté considérable et un post-traitement facile pour la peinture et le ponçage. Toutefois, il faut faire attention car elles sont fragiles et peuvent se casser et se fissurer. Leur accessibilité et leur facilité d’utilisation en font un outil idéal pour débuter dans le monde de l’impression 3D résine et créer des objets décoratifs, des prototypes, des figurines, etc.

Résines transparentes

Les résines transparentes sont très similaires aux résines standard. Elles sont utiles pour créer de petits objets avec un niveau de détail élevé, mais avec la propriété supplémentaire qu’elles sont translucides et incolores. En plus de faciliter le processus de ponçage et de peinture, ce type de résine vous permet de créer un effet de verre pour toutes sortes d’objets décoratifs. Tout cela avec la même texture lisse et douce que les résines standard. Il convient de noter que, bien que les résines transparentes ne soient pas recommandées pour les applications alimentaires, ces pièces peuvent supporter le contact avec l’eau sans s’user.

Pièces d’échecs imprimées en 3D avec des résines transparentes

Résines lavables à l’eau

Les pièces imprimées en 3D avec de la résine nécessitent généralement un post-traitement pour éliminer les substrats et l’excès de résine. Ces étapes de nettoyage sont généralement effectuées avec de l’alcool isopropylique (IPA). Cependant, il existe un type de résines d’impression 3D qui sont lavables à l’eau, permettant d’obtenir une texture plus lisse et plus agréable. Ainsi, la viscosité qui caractérise les autres résines disparaît, tandis que l’odeur associée aux résines standard est réduite. Le seul défaut que nous pouvons trouver à ces résines lavables à l’eau est que la résolution peut être affectée.

Résines flexibles

Ces types de résines d’impression 3D ont des qualités semblables à celles du caoutchouc et ont une dureté Shore d’environ 80A. Elles permettent la création d’objets solides, capables de se plier et de se comprimer sans se déformer. Les pièces imprimées en 3D avec des résines flexibles auront des propriétés similaires à celles du caoutchouc, puisqu’elles pourront retrouver leur forme initiale après avoir été comprimées. Grâce à leur longue durée de vie et à leur capacité à résister à une utilisation constante sans se briser, les résines flexibles sont idéales pour le prototypage d’amortisseurs, de poignées ou de pièces mobiles.

Structure imprimée en 3D avec la résine flexible Ultracur3D EL 4000 de BASF (crédits photo : Zortrax)

Les résines industrielles pour l’impression 3D

Les photopolymères industriels, également connus sous le nom de résines dures, sont des matériaux aux propriétés mécaniques élevées, idéaux pour les applications les plus exigeantes. Ils se caractérisent par leur résistance aux contraintes, ainsi que par leur capacité à supporter les chocs et les impacts, sans se briser ni se fissurer. Ces capacités leur permettent non seulement de servir de prototypes, mais aussi d’être utilisés dans des tâches qui exigent force et durabilité. Au sein de ce grand groupe, on trouve des résines résistantes à la chaleur et au feu. Nous avons également inclus les résines dentaires en raison de leurs propriétés intéressantes compatibles avec le secteur dentaire.

Résines résistantes à la chaleur

Les résines dites thermorésistantes se caractérisent par leur résistance thermique, c’est-à-dire la capacité de créer des pièces qui peuvent être exposées à des températures allant jusqu’à 230°C sans que leur forme et leurs propriétés soient compromises. Par conséquent, elles sont idéales pour des applications telles que la fabrication d’outils de fonderie, d’outils qui seront exposés à des fluides chauds et de machines exposées à une chaleur intense.

Résines calcinables

Comme les résines résistantes à la chaleur, les résines calcinables peuvent être classées parmi les résines industrielles. L’application de ces pièces commence par la conception et l’impression du modèle, atteignant un niveau de détail élevé. Ensuite, on procède à la coulée du métal, où la résine calcinable s’évapore sans laisser de cendres ou de résidus, de sorte que la surface de l’objet final reste propre et présente une finition lisse. Ce type de résine est utilisé dans le domaine de la bijouterie et de la prothèse dentaire, par exemple, où des pièces d’aspect lisse, sans aspérités ni imperfections, sont requises.

Résines dentaires

Contrairement aux autres résines, les résines dentaires sont composées d’éléments organiques non toxiques. Cela leur permet d’être utilisées pour des applications dans le secteur dentaire sans mettre en danger la santé des patients. Les résines dentaires sont propices à la création de pièces présentant une texture lisse et un niveau de détail assez élevé. Cette option est idéale pour la production d’appareils de rétention, de couronnes, de bridges, de guides chirurgicaux, de prothèses dentaires ou de modèles anatomiques.

Exemple d’application conçue avec des résines dentaires (crédits photo : Formlabs)

Conclusion

Bien que l’impression 3D résine soit une technologie polyvalente, les résines présentent un certain nombre d’inconvénients qu’il convient de prendre en considération. Il est important de les connaître afin de savoir quelles précautions prendre avant de les utiliser. À l’exception des résines dentaires et autres résines biocompatibles, la plupart des résines se caractérisent par leur toxicité. Il est conseillé de porter des gants et un masque lors de leur manipulation, au moins jusqu’à ce que la pièce finale soit complètement durcie. Il est également conseillé de maintenir l’espace de fabrication bien ventilé pour éviter l’accumulation de fumées toxiques.

Un autre point est qu’elles sont sensibles aux rayons ultraviolets, il n’est donc pas recommandé de garder les pièces au soleil pendant une longue période. Une exposition prolongée à la lumière entraîne la perte de cohésion des polymères et la déformation des pièces. Enfin, ces matériaux ne sont pas adaptés au contact avec les aliments, notamment les liquides. Les résines étant des matériaux toxiques, le contact avec des liquides peut entraîner la dissolution de la pièce au fil du temps.

Malgré cela, la polyvalence des différents types de résines d’impression 3D en fait des outils idéaux pour une grande variété d’applications, de la création de prototypes et de figurines à la conception de prothèses dentaires, de bijoux ou d’outils industriels. Il vous suffit de déterminer quel type de résine convient le mieux à votre application et quelle imprimante 3D résine est la plus adaptée.

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*Crédits photo de couverture : Prusa