Un nouveau procédé arrive sur le marché de l’impression 3D. Le fabricant de machines israélo-américain Stratasys a présenté, le 24 mars, une technologie pour répondre aux besoins de répétabilité et de cadence de la production de série, qui se veut compatible avec une large gamme de polymères. Nommé "selective absorption fusion" (SAF), le procédé est issu de travaux de recherches et a fait l’objet, en 2016, de la création d’une entreprise dédiée : Xaar 3D, cofondée par Stratasys et le spécialiste britannique de l’impression inkjet Xaar.
La technologie SAF est à mi-chemin entre l’impression par dépôt de liant et la fusion laser sur lit de poudre, toutes deux largement utilisées dans l’industrie. L’imprimante fonctionne couche par couche. A chaque fois, elle dépose, sur un lit de poudre, un fluide hautement réactif aux rayonnements infrarouges pour dessiner la forme.
Ensuite, une lampe à infrarouge parcourt le lit d’impression. En réaction, le fluide chauffe et fait fondre la matière. Répété autant de fois qu’il y a de couche, la méthode permet de fabriquer un objet. "Cette approche date de 2003, rappelle Neil Hopkinson, rédacteur du brevet posé cette année-là et directeur technologique de Xaar 3D. L’idée originelle était de rendre l’impression plus rapide, mais nous avons découvert en parallèle de nombreux autres avantages."
Peau d’orange
Et pour cause. D’après son créateur, SAF offre une cadence de production supérieure aux autres approches, mais surtout une répétabilité et une précision accrues. Elle corrigerait même certains défauts de surface, comme celui de la peau d’orange qui empêche d’obtenir une surface lisse en fin d’impression. Ceci est notamment dû à une différence notable entre le SAF et la fusion laser : l’intervalle de temps entre la fusion de deux couches.
En effet, une pièce imprimée par fusion laser est réalisée par un ou plusieurs lasers qui dessinent la forme de l’objet, couche après couche, en fondant une poudre métallique. Les couches étant fondues progressivement, chaque nouveau dépôt de poudre se fait sur un matériau à la température hétérogène, ce qui peut créer des défauts dans la structure de la pièce. Avec SAF, ce risque est effacé car le bras qui dépose la poudre se déplace à la même vitesse que ceux qui déposent le fluide et qui le chauffent avec la lampe à infrarouge. Les intervalles de temps entre le dépôt de la poudre, le dépôt du fluide et la fonte du matériau sont identiques pour chaque grain de poudre fondue.
Vers l’impression de grandes séries
A cela s’ajoute une autre caractéristique notable. "L’infrarouge a l’avantage de fondre les pièces de manière beaucoup moins agressive que le laser, ajoute Neil Hopkinson. Les poudres non fondues ne sont pas chauffées par la lampe." Une manière de protéger les poudres restantes pour faciliter leur réutilisation, réduisant ainsi le coût opérationnel de la machine. Et une façon d’ouvrir le procédé à davantage de matériaux. "Un des blocages à l’adaptation de nouveaux matériaux pour la fusion laser est la variation de température dans la cuve d’impression, argue-t-il. SAF nous permet de réduire ces écarts de température."
Ajouté au catalogue de Stratasys à partir du dernier trimestre 2021, le procédé SAF va s’ajouter aux deux autres procédés commercialisés par le constructeur, le dépôt de fil et le polyjet. "SAF complète notre portfolio pour s’adresser à de nouveaux marchés, souligne Omer Krieger, expert technologique du fabricant. Le procédé peut intéresser les secteurs de l’auto, de l’emballage ou encore des dispositifs médicaux." Autant de marchés qui pourront développer l’usage de la fabrication additive pour une application encore peu exploitée : la fabrication de grandes séries.
