Stereolithographie

[utec]

Bonjour

Malgrès une recherche sur pas mal de moteurs je n'ai rien trouvé sur la technique de la STEREOLITHOGRAPHIE.
Comment ca marche? comment le laser voyage dans la résine photosensible?

si vous connaissez le sujet ou si vs avez de la doc...

merci bcp
à+

[Max]

Salut,

Il y a qq etes de cela j'ai bosse dans une boite de modelage mecanique qui utilisait la stereolithographie afin de realiser des pieces prototypes en ~12h a partir de fichiers CAD. Ils avaient les quatre different types de machines et c'est vraiment excellent a voir fonctionner
A ma connaissance il existe quatre type de stereolithographie, dont trois ont recours aux sources laser. La quatrieme est une technique tres particuliere de projection de cire.

En resume, le principe de la "stereo" c'est l'impression en 3D a partir d'un fichier informatique, et par etape cela donne:
1- Creation d'un fichier CAD de l'objet en volume. Ca peut etre un scan 3D d'un crane humain, une tomographie d'une partie du cerveau ou une piece mecanique comme un phare de voiture.
2- Un logiciel decoupe l'objet virtuel en tranche selon le plan horizontal. L'epaisseur de ces tranches varient de 0.1 a 0.9mm suivant la technique d'impression stereo qui sera utilisee.
3- L'impression. Une machine imprime en 2D chaque tranche de l'objet virtuel, et la troisiemme dimention apparait par supperposition de toute les tranches. En bref, les tranches sont imprimees les unes au dessus des autres, et c'est justement grace au balayage d'un faisceau laser que l'on fait ces impression. (le balayage se fait grace a un ou deux miroirs montes sur des moteur pas-a-pas, comme pour les light show)

Comme je le disais plus haut, il y a trois technique lasers:

#1 : la photopolymerisation
Un faisceau laser UV balaye la surface d'une resine liquide, et le rayonnement UV decompose certaine de ces molecule en radicaux libres. Ces dernier vont amorcer la polymerisation, donc le durcissement de la resine justement la ou le faisceau laser est passe.
Cette technique est historiquement la premiere dans son genre et fut une invention Francaise, commercialise pour la premiere fois par une boite americaine, 3Dsystem, au debut des annees 1980.
Les premiers lasers employes etaient des sources a helium-cadmium (25-50mw @ 325nm), et furent remplaces par les sources a argon ionise (0.5-1W @ 300-364nm) qui permirent d'accelerer le processus d'impression et ce pour des pieces plus larges. Ca c'etait a la fin des annees 80, debut 90. Le developement des lasers solides pompes par diode dans les annees 90 a permis l'utilisation des sources Nd:YVO4 triples en frequence (0.1-0.8W @354.7nm) a la place des laser a argon ionise. Faut dire que l'avantage est enorme, les sources a argon ionise ont un tres faible rendement (0.005%, conso: 20kW sans l'alim), large (plus d'un metre de long) et lourd (+ de 100kg), et c'est sans compter le monstrueux transfo tri-400-208V.
Il est aussi a noter que une fois la piece imprimee, il faut la nettoyer avec un solvant (enlever la resine liquide) et la passer en four UV-B qq heures afin de finir son durcissement.
Ci-dessous j'ai inclus qq image que j'ai fait il y a qq temps pour une presentation.



#2 : le frittage
Cette technique est plus recente (~debut 90), et implique un laser infrarouge plutot que UV. Le princique est assez simple, Un bac contient une poudre de ceramique (Al2O3, SiC etc.. dont la finesse est proche de la farine). Chaque grain est recouvert d'une couche de polymere thermoformable qui se liquefiera sous le coups de l'echauffement du au rayonnement infrarouge du laser. Il en resulte que la poudre se solidifiera la ou le faisceau laser est passe.
La source employee est un laser CO2, a cavite RF a excitation continue, dont la puissance est de l'ordre de 100W a 10.6 micrometre.
Ce qui est marrant avec cette methode, c'est qu'il faut jouer a l'archeologue afin de deterrer la piece solique qui se trouve noyee dans le tas de poudre



#3 : le laminage

Cette methode est apparue presque en meme temps que le frittage. Le laser employe est d'ailleur quasiment le meme, sauf que la puissance est plus faible, de l'ordre de 25W. enfin, quand meme, ca fait deja des trous a cette puissace la!
Cette technique est tres particuliere, et consiste a decouper une feuille de papier (enduite aussi d'une resine thermoformable) ou de plastique selon le motif des tranche de l'objet virtuel. Une fois la decoupe faite, un rouleau chauffant colle cette feuille par dessus les autres qui ont ete deja empilee en dessous. a la fin cela donne un bloc de bois qu'ils faut "decocher" (degrossir) au ciseau a bois afin d'en extraire la piece centrale.



Ces differentes techniques existent car les contraintes de la fabrication de prototypes sont diverses et varies.
Les pieces en resine polymerisee sont surtout utilisees comme empreinte de moule. Leur faible resistance mecanique ne permet pas leur utilisation comme piece prototype a proprement parler. De plus elle viellissent assez mal du fait d'un processus photolytique qui denature cette matiere. Les consequences sont entre autre une deformation physique.
Les pieces frittes sont utilisees comme empreintes de moule metalurgique. L'interet de ce materiau est qu'il est pyrolysable, donc on noie ces pieces dans un melange platre-fibre de verre, et on place le tout dans un four pdt une heure ou deux. Apres ce traitement, la piece frittee est redevenue une poudre et a laisse dans le moule son empreinte. Cette technique est tres utilisee pour la fabrication en petite serie de pieces en alliage d'aluminium ou de magnesium.
Enfin, les pieces laminee sont utilisees comme noyaux de moules, car ils ont une meilleur stabilite en temps et sont plus robustes.

voili voila..
J'espere que ca pourra t'aider.

A++

Max

[Briconique]

bonjour,

je vous suggère de lire la page http://www.voilelec.com/pages/stereoli.php de l'excellent (c'est mérité) site http://www.voilelec.com .

[LaurWatt]

Je suis nouveau sur ce forum, donc bonjour à tous...

Max, j'ai une petite question à propos de la technique du Frittage : C'est tout à fait le même principe qu'avec la résine liquide? Parce que la pièce qui est en train d'être réalisée, quand elle descend dans le liquide, ce dernier la recouvre entièrement permettant la réalisation d'une nouvelle couche...Mais dans de la poudre? Comment est-ce que la poudre peut recouvrir les parties qui viennent d'être solidifiées? ... Et comment est-ce que le plateau supportant la pièce peut descendre sans "ecraser" la poudre? J'imagine un système de vibreur qui ferait que la poudre se comporterais un peu comme un liquide...Ou un jet d'air ou je ne sais quoi... Bref, je serais curieux de savoir ...
Merci ...
@ +

[Max]

Salut et bienvenu sur ce forum!

Pour repondre a ta premiere question: sur le deuxieme schema tu peut y voir un rouleau niveleur. C'est lui qui rajoutera une couche supplementaire de sable au dessus de la couche durcie par le laser. Ce process se fait bien sur apres que le support de piece soit descendu de qq fraction de milimetre, et que le piston de la cartouche d'alimentation soit monte d'a peut pres autant.
En ce qui concerne la photopolymerisation, il y a aussi une raclette qui passe au dessus de la piece afin de "briser" la tension de surface du liquide, en d'autre terme de niveler .

En ce qui concerne la deuxieme question, l'evolution du piston vers le bas ne pose pas de problemes particulier, du moment que la pourdre ne s'aggrege pas (la machine est sous atmosphere d'asote sec) et que les parois du cylindre de contention reste propre. Et puis comme la poudre se trouve au dessus et non au dessous du piston, il n'y a pas de probleme d'ecrasement.

Max

[LaurWatt]

Merci d'avoir satisfait ma curiosité... Je vois, c'est astucieux ... Enfin, je vois, je comprends plutôt : Manifestement tes images sont sur un domaine "privé" : elle ne sont pas visibles ...

Merci quand même, j'ai compris...
@ +

[utec]

Bonsoir

Un grand merci Max pour t'etre autant investit dans ma recherche d'infos, maintenant j'y voit beaucoup plus clair!

je crois qu'il y a un schema de la technique du Frittage sur ce site, c'est un peut illisible en raison de la taille mais c'est déjà ca :

http://www.pascalrosier.com/nouveaut...llestechno.htm

et au passage visitez la page "video" ca merite un coup d'oeil si l'on est fana de modelisme, des techniques interessantes de moulages :

http://www.pascalrosier.com/video/video.htm

voili voila et merci encore Max !

[Dagda]

MESSAGE DE LA MODERATION!

Juste pour etre moins "agressif" et plus "equilibrer", evitez les majuscules dans les titres.

Merci de votre comprehension.

Dagda
Moderateur

[Max]

Juste pour ceux que ca interesse, j'ai mis a jour mon message sur les techniques stereo avec des images qui s'affichent cette fois!

A+

Max

[Tesla]

Bonjour

C'est moi qui suis à l'origine de ce message.

Merci Max pour les illustrations !

D'ailleur tu t'aide de quel programme pour en faire de si belles?

Merci

Tesla

[Max]

A l'origine j'ai fait ces images pour une presentation, il y a de cela un an. Elles ont ete dessinees sur MS Word puis transferees sur Power Point. De la j'ai fait une copie d'ecran, colle sur Photoshop et enregistre en format Jpeg.

Voila. C'est une methode de goret, je le reconnais, mais j'ai du faire tout mes schemas avec Word ces dernieres annees faute de programme de dessin potable a l'ecole ou j'etais. Du coup, maintenant je n'utilise que Word pour faire mes diagramme

A++

Max

[Milec]

Bonsoir à tous,

Nous venons de créer une liste de discussion via CNC25 de Sylvain Mathon sur le principe de la stéréo lithographie et de ses dérivés.
Certe cette liste est toute récente mais aux vues des participants de CNC25, NINOSfao et autres elle ne pourra que progresser rapidement.

Si vous êtes intéressés, voici la marche à suivre pour vous inscrire :
Il faut envoyer un message à : stereolitho-request@ml.free.fr avec subscribe comme sujet.

Au plaisir de vous lire sur cette liste.

A+
Milec

[Ka!ZeR]

bonjour


je susi actuellement un train de réalise un travail au sujet du proptotypage rapide , ce post ci est pour moi d'un grand conseil , mais il y a qque précision que j'aimerai nottament ds le domaines des lazer utilisé, leur frequence proprieté , longeur d'onde etc auriez vous des sites de fabriquant?

que veut dire ds cette phrase : La source employee est un laser CO2, a cavite RF a excitation continue, dont la puissance est de l'ordre de 100W a 10.6 micrometre.

cavité RF à exitation continue.


merci d'avance.

[L'Hérétique]

Salut,
J'ai vu un cube en verre plein dont l'intérieur, si je puis dire, est gravé d'une représentation de la planète terre, en y regardant de plus près, il me semble que cette terre est réalisée par "craquage", je ne vois pas d'autre mot pour le décrire, il me semble que c'est le même genre de technique.
Quelqu'un connait-il le principe exact ?
Merci a+

[Max]

Salut

cavité RF à exitation continue.?

C'est a dire que le laser est constitue d'une cavite a excitation radio-frequence (RF), en remplie d'un melange a base de CO2. Le champ RF dans la cavite maintient une decharge electrique continue (du moins a la frequence RF) dans le gas. Cette decharge permet l'excitation du mileu laser.

J'ai vu un cube en verre plein dont l'intérieur, si je puis dire, est gravé d'une représentation de la planète terre
Quelqu'un connait-il le principe exact ?

Pour ce que j'en sais, le principe est l'utilisation d'un laser impulsionnel (Nd:YAG certainement) qui est focalise dans le volume du verre. La densite de puissance optique au point focal est tel que le verre se fend par choc thermique, ce qui cree une petite zone locale visible apres "traitement".
L'impression ne requier en principe qu'un seul laser, la position du voxel (pixel en 3-D) dans le cube etant determine par la position de la lentille focalisante par rapport au cube.

A++

Max