SLA vs SLS : comparatif des technologies

Dans cet article, nous allons explorer les différences entre deux technologies clés d’impression 3D : la SLA (stéréolithographie) et la SLS (Frittage Sélectif par Laser). En quoi consistent ces techniques ? Quelles sont leurs propriétés et leur coût ? Voici les réponses. 

 

Le PRINCIPE

La technologie SLS

 

L’acronyme SLS correspond à « Selective Laser Sintering » ou « Frittage Sélectif par Laser« . La caractéristique clé ici est le frittage, qui solidifie le matériau par la chaleur et/ou la pression sans le faire totalement fondre. À l’intérieur des imprimantes 3D SLS, une fine couche de poudre est déposée sur la surface de fabrication dans un environnement chauffé. La température ambiante est juste en dessous de la température de fusion du matériau. Ensuite, un laser « dessine » une couche 2D de l’objet, en augmentant la température de la poudre à des endroits précis. C’est le frittage de la poudre. Ce processus se répète avec de nouvelles couches jusqu’à la création complète de la pièce 3D, fonctionnant ainsi de manière séquentielle, couche par couche. Les imprimantes SLS sont en général imposantes et plutôt utilisées dans le secteur industriel.

 

La technologie SLA

 

En ce qui concerne la technique SLA, l’acronyme provient de StéréoLithogrAphie. C’est la toute première méthode d’impression 3D, développée dans les années 80. Bien que quelques modifications aient été apportées à cette technologie, le principe fondamental demeure inchangé. Un laser UltraViolet (UV) se focalise sur une fine couche de résine liquide photopolymère, dessinant la surface 2D de l’objet couche par couche. La résine photosensible réagit en se solidifiant grâce à la lumière UV. La dernière étape de ce processus consiste au nettoyage, notamment pour retirer les supports. Les imprimantes SLA sont plus accessibles et utilisées par le grand public.

Différents critères de comparaison

Résolution

 

Comme d’autres technologies d’impression 3D, le SLA et SLS ne possèdent pas une résolution spécifique. Cette dernière dépend de contraintes physiques, notamment du type d’imprimante utilisée. Bien que les deux systèmes utilisent des plateformes motorisées pour atteindre la résolution souhaitée, la différence réside dans la taille du laser utilisé (UV pour SLA et infrarouge pour SLS). Le laser UV de la SLA, plus fin, offre une meilleure résolution, comparable à dessiner avec un crayon plus fin. La différence reste entre 10 et 100 microns. La technologie SLS peut tout de même produire des modèles très détaillés.

Résistance mécanique

 
Les objets imprimés en SLS et en SLA présentent des différences mécaniques, influencées par les matériaux couramment utilisés dans ces technologies. Les imprimantes SLS peuvent utiliser divers matériaux, principalement le polyamide (Nylon PA12), offrant une variété de niveaux de résistance et de flexibilité. Le Nylon, reconnu pour sa durabilité et sa résistance à l’abrasion, est souvent privilégié.
 
En revanche, les imprimantes SLA utilisent généralement des résines fournies par le fabricant, qui tendent à être mais aussi que le Nylon. Les résines plus récentes offrent davantage de flexibilité, bien que les objets en résine soient plus susceptibles de se casser en compression par rapport au Nylon, qui possède une permettant un retour à la forme initiale. Le choix dépend donc de la nature de votre projet.

Coût

 

Les imprimantes SLA à base de résine sont désormais disponibles pour moins de 500€, tandis que les machines SLS en entrée de gamme coûtent encore bien plus de 5 000 €. Et dans les deux cas, le coût des matériaux n’est pas négligeable car ils sont souvent spécifiques aux fabricants de machine et assez chers. Il faut compter environ 20 à 30€/kg pour la résine standard et à partir de 140€/L pour la poudre. 

Les machines SLA spécifiques comme celles utilisées dans le domaine de l’odontologie pour les prothèses dentaires peuvent coûter de 5000 à 15 000€. Les imprimantes SLS peuvent atteindre 200 000€.

Utilisation de supports

 

L’impression couche par couche implique fréquemment l’utilisation de supports pour des surfaces en porte-à-faux. Avec la technologie SLS, la poudre non frittée sert de support pendant le processus d’impression, donc il n’y a pas besoin de support. La poudre non frittée est réutilisée, ce n’est pas le cas des supports du SLA.

Pour la SLA, parfois, on peut souhaiter éviter ou minimiser l’utilisation de supports pour préserver la qualité des zones plus complexes ou esthétiques, mais c’est un compromis nécessaire avec les imprimantes 3D SLA. Lorsque des supports sont utilisés, la pièce imprimée doit ensuite être nettoyée, laissant parfois des marques aux endroits où les supports ont été retirés.

Aspect de surface 

 

La distinction marquante entre ces deux technologies provient de la nature du matériau. L’utilisation d’une imprimante SLS génère un matériau solide mais poreux en raison du processus de frittage, où l’air présent dans la poudre se transforme en petites bulles. Bien que cela ne soit pas perceptible à l’œil nu, la surface peut sembler légèrement rugueuse au toucher. En SLA en revanche, polymériser une substance liquide crée une surface bien lisse

En termes de couleur, la SLS offre des options basiques telles que blanc, noir, et un gris obtenu par mélange. Elle ne permet pas l’impression d’objets translucides. En revanche, la résine utilisée par les imprimantes SLA offre une plus grande palette de couleurs.

Post-traitement 

Les deux techniques d’impression offrent différentes options de post-traitement.

  • Nettoyage et Curage : La poudre ou la résine doit être totalement enlevée des cavités. Pour la SLA, le liquide restant en surface est nettoyée à l’alcool isopropylique et certaines résines doivent subir une post-polymérisation en chambre UV pour atteindre une meilleure résistance.
  • Polissage : Les impressions 3D SLA sont naturellement plus brillantes et lisses, éliminant souvent le besoin de polissage. En revanche, ce dernier peut être bénéfique pour les impressions 3D SLS afin d’améliorer l’aspect de surface des pièces.
  • Coupe/Collage : Que ce soit avec des matériaux polyamides ou des résines, des découpes et des collages sont possibles, munis des outils appropriés.

Dangers

 

La poudre de la SLS présente un danger en cas d’inhalation. Il faut la manipuler avec précaution et des protections

La résine de la SLA peut provoquer des irritations ou réactions allergiques lors du contact avec la peau ou les yeux.

Il est recommandé de porter des protections adéquates lors de la manipulation de ces substances (gants, lunettes, masque..). Les résines sont toxiques et ne doivent pas être ingérées ou au contact de la peau et des yeux. Il faut également éviter l’inhalation de vapeurs.

La puissance déployée par les lasers SLS est dangereuse, c’est pourquoi les machines SLS sont complètement fermées, sans visibilité sur l’impression. Dans les machines SLA, un carter en verre ou en plastique teinté suffit à bloquer le rayonnement UV et permet à l’utilisateur de voir les impressions sans danger.

Résumé du comparatif

CONCLUSION

En conclusion, les deux technologies ont des utilités différentes. Pièces précises et fonctionnelle pour la SLS et plutot décoratives ou esthétiques et précises pour la SLA (résistance mécanique moindre). La sla chez les particuliers, la SLS chez les pros pour des raisons de coûts, de complexité, et d’utilisation (figurines VS aéronautique).

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