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110 x 150 x 150 mm
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Imprimantes 3D SLS


Qu'est-ce que le SLS ?


Le frittage sélectif par laser (SLS) est un procédé de fabrication additive qui appartient à la famille de la fusion sur lit de poudre. Dans le SLS, un laser fritte sélectivement les particules d'une poudre de polymère, les fusionnant ensemble et construisant une pièce couche par couche. Les matériaux utilisés dans le SLS sont des polymères thermoplastiques qui se présentent sous forme de granulés.


L'impression 3D SLS est utilisée à la fois pour le prototypage de composants polymères fonctionnels et pour les petites séries, car elle offre une très grande liberté de conception, une grande précision et produit des pièces aux propriétés mécaniques bonnes et constantes. 


Comment fonctionne le SLS ?


Voici comment fonctionne le processus de fabrication SLS :


Le bac à poudre et la zone de construction sont d'abord chauffés juste en dessous de la température de fusion du polymère et une lame de recouvrement étale une fine couche de poudre sur la plate-forme de construction.


Un laser CO2 balaie ensuite le contour de la couche suivante et fusionne (fritte) sélectivement les particules de la poudre de polymère. L'ensemble de la section transversale de la pièce est scannée, ce qui permet de construire une pièce solide.
Lorsque la couche est terminée, la plate-forme de construction se déplace vers le bas et la lame recouvre à nouveau la surface. Le processus se répète ensuite jusqu'à ce que la pièce entière soit terminée.


Après l'impression, les pièces sont entièrement encapsulées dans la poudre non frittée et le bac à poudre doit refroidir avant que les pièces puissent être déballées. Les pièces sont ensuite nettoyées à l'aide d'air comprimé ou d'autres moyens de sablage et sont prêtes à être utilisées ou à subir un traitement ultérieur. La poudre non frittée restante est collectée et peut être réutilisée (le ratio de réutilisation dépend des matériaux).


Caractéristiques du SLS


Paramètres de l'imprimante


En SLS, presque tous les paramètres du processus sont prédéfinis par le fabricant de la machine. La hauteur de couche utilisée par défaut est de 100-120 microns.


L'un des principaux avantages de la SLS est qu'elle ne nécessite aucune structure de support. La poudre non frittée fournit à la pièce tout le support nécessaire. C'est pourquoi la SLS peut être utilisée pour créer des géométries de forme libre impossibles à fabriquer avec d'autres méthodes.


Tirer parti de l'ensemble du volume de construction est très important lors de l'impression avec SLS, en particulier pour les productions en petits lots. Un bac d'une hauteur donnée mettra à peu près le même temps à être imprimé, indépendamment du nombre de pièces qu'il contient. En effet, l'étape de réapplication détermine le temps de traitement total (le balayage laser est très rapide) et la machine devra passer par le même nombre de couches. De fait, le remplissage des bacs peut affecter les délais des petites commandes, car il est intéressant pour les opérateurs d’attendre qu'un bac soit rempli avant de lancer l'impression.


Adhésion des couches


En SLS, la force de liaison entre les couches est excellente. Cela signifie que les pièces imprimées par SLS ont des propriétés mécaniques presque isotropes.


Les pièces SLS ont une excellente résistance à la traction et un excellent module, comparables à ceux du matériau brut, mais elles sont plus fragiles (leur allongement à la rupture est beaucoup plus faible). Ceci est dû à la porosité interne de la pièce finale. Cette porosité les rend idéales pour la teinture en bain chaud.


Enlèvement de la poudre


Comme la SLS ne nécessite aucun matériau de support, les pièces à sections creuses peuvent être imprimées facilement et avec précision.


Les sections creuses réduisent le poids et le coût d'une pièce, car moins de matériau est utilisé. Des trous d'échappement sont nécessaires pour évacuer la poudre non frittée des sections internes du composant. Il est recommandé d'ajouter à votre conception au moins 2 trous d'échappement d'un diamètre minimum de 5 mm.


Si une rigidité élevée est requise, les pièces doivent être imprimées pleines. Une autre solution consiste à réaliser un modèle creux en omettant les trous d'évacuation. De cette façon, de la poudre très compacte sera piégée dans la pièce, ce qui augmentera sa masse et fournira un support supplémentaire contre les charges mécaniques, sans affecter le temps de construction. Une structure interne en nid d'abeille peut être ajoutée à l'intérieur de la pièce creuse (similaire aux motifs de remplissage utilisés en FDM) pour augmenter encore la rigidité du composant. L'évidement d'une pièce de cette manière peut également réduire le gauchissement.


Matériaux SLS courants


Le matériau SLS le plus utilisé est le polyamide 12 (PA 12), également connu sous le nom de Nylon 12. D'autres thermoplastiques techniques, tels que le PA 11 et le PEEK, sont également disponibles mais ne sont pas aussi largement utilisés.


La poudre de polyamide peut être chargée de divers additifs (tels que des fibres de carbone, des fibres de verre ou de l'aluminium) pour améliorer le comportement mécanique et thermique de la pièce SLS produite. Les matériaux chargés d'additifs sont généralement plus fragiles et peuvent avoir un comportement hautement anisotrope. 


Les pièces SLS produisent des pièces dont l'état de surface est poudreux et granuleux et qui peuvent être facilement tachées. L'apparence des pièces imprimées par SLS peut être améliorée à un niveau très élevé en utilisant diverses méthodes de post-traitement, telles que le polissage des supports, la teinture, la peinture par pulvérisation et le laquage. Leur fonctionnalité peut également être améliorée en appliquant un revêtement étanche ou un placage métallique. 


Avantages et limites du SLS


Les principaux avantages et inconvénients de cette technologie sont résumés ci-dessous :
Les pièces SLS ont de bonnes propriétés mécaniques isotropes, ce qui les rend idéales pour les pièces fonctionnelles et les prototypes.


Le SLS ne nécessite aucun support, ce qui permet de produire facilement des modèles à géométrie complexe.


Les capacités de fabrication de la SLS sont excellentes pour la production de petites et moyennes séries.

 

Les pièces SLS ont une finition de surface granuleuse et une porosité interne qui peuvent nécessiter un traitement ultérieur, si une surface lisse ou une étanchéité sont requises.

 

Règles d'or


La SLS peut produire des pièces fonctionnelles à partir d'une large gamme de plastiques techniques, le plus souvent du nylon (PA12).


Le volume de construction typique d'un système SLS est de 300 x 300 x 300 mm.


Les pièces SLS présentent de bonnes propriétés mécaniques et un comportement isotrope. Pour les composants présentant des exigences particulières, des poudres de PA chargées d'additifs sont disponibles.