Impression polyjet

L’impression PolyJet est l’une des technologies de fabrication additive les plus avancées disponibles aujourd’hui, conçue spécifiquement pour les applications qui exigent une résolution ultrafine, des finitions de surface lisses et des capacités multi-matériaux. Développée par Stratasys, l’impression PolyJet est souvent considérée comme l’équivalent d’une imprimante à jet d’encre haut de gamme, mais au lieu de pulvériser de l’encre sur du papier, elle projette des matériaux photopolymères liquides sur une plateforme de fabrication et les durcit à l’aide d’une lumière UV.

Ce processus excelle lorsque l’esthétique, la précision et le réalisme visuel importent plus que les performances mécaniques, ce qui en fait un outil idéal pour la vérification de la conception, la modélisation médicale et le développement de produits de consommation.

Qu’est-ce que l’impression 3D PolyJet ?

PolyJet est une technologie de projection de matériaux qui consiste à déposer avec précision des gouttelettes microscopiques de photopolymère liquide sur un plateau de construction à l’aide de plusieurs buses. Chaque gouttelette est instantanément durcie par la lumière ultraviolette (UV), ce qui permet à l’objet de se solidifier couche par couche avec une résolution extrêmement élevée – souvent jusqu’à 16 microns par couche.

PolyJet se distingue par sa capacité d’impression multi-matériaux et multi-couleurs. La tête d’impression peut mélanger plusieurs matériaux et couleurs en un seul passage, ce qui permet d’obtenir des textures comme le caoutchouc, le plastique rigide et des surfaces translucides, même en une seule impression.

Le processus d’impression PolyJet

Le processus suit une séquence cohérente et finement contrôlée :

Jet de matière : plusieurs têtes d’impression déposent des couches ultrafines de photopolymère sur le plateau de construction.
Durcissement immédiat : une source de lumière UV montée sur la tête d’impression durcit chaque goutte au moment où elle tombe.
Structures de support : un matériau de support distinct sous forme de gel est projeté là où cela est nécessaire pour soutenir les surplombs et les géométries complexes.
Post-traitement : après l’impression, la pièce est retirée et le matériau de support est lavé – généralement par un jet d’eau ou un bain soluble.

Ce processus très raffiné permet de produire des pièces prêtes à être manipulées avec un minimum de finition, ne nécessitant souvent aucun ponçage ou lissage.

Capacités et performances des matériaux

Les matériaux PolyJet sont principalement des photopolymères, offrant une large gamme de propriétés visuelles et tactiles :

matériaux opaques rigides – pour simuler l’ABS ou le polypropylène
élastomères de type caoutchouc – pour tester les composants flexibles ou surmoulés
résines transparentes – utiles pour les lentilles ou la visualisation de l’écoulement des fluides
matériaux de qualité médicale – adaptés aux modèles dentaires ou anatomiques
matériaux couleur – permettant des impressions en couleur CMJN

Cela dit, la résistance mécanique et la résistance à la chaleur des pièces PolyJet sont généralement inférieures à celles produites par SLS, MJF ou FDM. PolyJet excelle dans la validation de la conception plutôt que dans les pièces fonctionnelles porteuses.

Applications clés

Grâce à sa combinaison de précision, de finition de surface lisse et de flexibilité esthétique, la technologie PolyJet est largement utilisée :

la conception et le prototypage de produits,
la modélisation médicale (en particulier la planification dentaire et chirurgicale),
la visualisation de l’éducation et de la recherche,
maquettes d’emballage,
les tests de couleur et de texture dans les biens de consommation,
la microfluidique et les concepts d’ingénierie fine.

Ces applications nécessitent souvent la présentation d’un concept sous une forme quasi définitive avant le lancement de l’outillage ou de la production en série.

Considérations sur les coûts

L’impression polyjet est relativement coûteuse, tant en termes d’investissement dans la machine que de coût des matériaux. Les matériaux sont fournis dans des cartouches scellées et leur prix est plus élevé que celui des thermoplastiques typiques, en particulier lorsque l’on utilise des options de couleur ou de flexibilité. En outre, les déchets liés à la purge ou les matériaux de support inutilisés contribuent aux coûts d’exploitation. Cependant, pour les cas d’utilisation où la validation visuelle permet de gagner du temps et de réduire les dépenses d’outillage, le retour sur investissement peut être substantiel.

PolyJet par rapport à d’autres technologies

Par rapport aux procédés FDM, SLA ou SLS, le procédé PolyJet occupe une niche très spécifique.

Meilleur que FDM/SLA pour la douceur de la surface et l’impression multi-matériaux.
Pire que SLS/MJF pour la résistance mécanique ou les essais fonctionnels.
Plus polyvalent que l’ALS en ce qui concerne le réalisme tactile et visuel.
Plus coûteux par pièce, mais avec un niveau de détail visuel inégalé.

En bref, il ne s’agit pas d’une technologie universelle, mais dans le bon contexte, elle donne des résultats inégalés.

Résumé

L’impression PolyJet est une méthode de fabrication additive puissante qui permet de réaliser des prototypes réalistes, des modèles médicaux et des pièces prêtes à être présentées avec un niveau de finition inégalé par la plupart des autres technologies. Bien qu’elle ne soit pas idéale pour les applications fonctionnelles nécessitant de la solidité ou de la résistance à la chaleur, sa capacité à imprimer plusieurs matériaux, couleurs et textures en une seule pièce la rend indispensable dans les industries axées sur la conception, la validation visuelle et le développement de produits. Lorsque la précision et l’esthétique sont des priorités absolues, PolyJet définit la norme.

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