Bibliographie & annexes
Présentation
En anglais
RÉSUMÉ
La stéréolithographie par photopolymérisation d’une résine liquide est la première technologie de fabrication additive brevetée en 1984. Il s’agit d’une photopolymérisation d’une résine résolue en surface, l’objet souhaité étant fabriqué couche par couche (d’où l’expression de fabrication additive). Cet article présente les principes de cette technologie, les différents procédés et leurs limitations et, quand c’est possible, des moyens de les contourner. Cette technologie optique dispose d’un champ d’applications très important même si les autres méthodes de fabrication additive tentent de supplanter la méthodologie historique, limitée par l’utilisation de matériaux spécifiques.
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Stereolithography by liquid resin photo-polymerization was the first additive manufacturing technology, patented in 1984. A surface-resolved photo-polymerization of a resin is used, the desired object being fabricated layer after layer (whence the term "additive manufacturing"). This article introduces the principles of this technology, describes different processes and their limitations and, when possible, means to circumvent them. This optical technology has a broad field of application, even though other methods of additive manufacturing have sought to supplant the “historical” method, which is restricted by the use of some specific materials.
Auteur(s)
-
Jean-Claude ANDRÉ : Directeur de recherche au CNRS LRGP – UMR7274 CNRS-UL, Nancy, France
INTRODUCTION
La fabrication additive, créée dans les années 1980-1990, possède aujourd’hui sept technologies de base. Si toutes reposent sur un principe d’addition de volumes élémentaires appelés voxels, la première (en 1984) est liée à une photopolymérisation résolue dans l’espace, d’une résine induite par de la lumière, provenant de lasers UV ou IR. Elle est appelée stéréophoto lithographie ou plus simplement Stéréo Lithographie (SL).
Le procédé consiste à polymériser une couche de monomère liquide par de la lumière selon un tracé informatisé, puis à déposer une deuxième couche polymérisée selon le même principe, etc. La pièce se construit ainsi de proche en proche. Depuis, le procédé dit « à un photon » s’est amélioré à la fois en termes de procédé et de résines monomériques, le choix des sources lumineuses s’étant diversifié. De plus, ce qui était difficilement envisagé à l’époque, a pu être démontré : une polymérisation dite « à deux photons » induite par des lasers pulsés évite, comme le montre l’article, de passer par une étape complexe de mise en place de couches de résines. Les principes y sont définis avec l’émergence de contraintes optiques, chimiques, physiques, informatiques, et avec des propositions de compromis acceptables qui permettent aujourd’hui de maintenir la stéréolithographie dans le rang de tête des sept technologies de base de la fabrication additive.
L’article se termine par une présentation d’une liste (non exhaustive) des fabricants de machines de stéréolithographie.
Un glossaire et un tableau de symboles sont présentés en fin d’article.
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KEYWORDS
photopolymerization | layer-by-layer process | computer assisted design | CAD
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Conclusion
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8. Contexte industriel
Pour Moutot , les difficultés récentes des fabricants (traditionnels) de machines seraient liées à des conditions de marché imprévues, dues à un environnement global où la production est plus faible, et à des surcapacités. Le marché ne s’est pas révélé aussi prometteur que prévu, sa croissance s’essoufflant rapidement à cause d’une augmentation du nombre d’imprimantes issue de nouveaux acteurs, rendue possible par l’expiration de nombreux brevets de fabrication additive. Les concurrents émergents proposent de meilleurs prix en s’appuyant sur l’expérience des pionniers. Selon Sher , les États-Unis sont ainsi capables aujourd’hui de fabriquer et/ou de vendre des machines de stéréo-lithographie à moins de 5 000 US$. Les prix et performances de ces machines sont rassemblés dans le tableau 1.
Néanmoins, une entreprise comme 3D Systems dispose d’une part de marché de fabrication additive de l’ordre de 10 % (en chiffre d’affaires avec des machines dont le coût se situe aux environs de 100 000 €), avec des concurrents bien implantés comme EOS (Electro-optical Systems) en Allemagne et Prodways en France.
D’après Moutot, la plus grande menace reste peut-être Hewlett-Packard, qui a décidé de passer de l’impression traditionnelle à la fabrication additive. Début mai 2016, le groupe a dévoilé deux nouvelles machines, disponibles à la fin de l’année et début 2017, et il assure qu’elles seront 10 fois plus rapides que celles présentes sur le marché.
Côté résines, chaque constructeur dispose d’un lot de résines pour différentes applications (§ ...
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Contexte industriel
BIBLIOGRAPHIE
-
(1) - ANDRÉ (J.C.), Le MÉHAUTÉ (A.), De WITTE (O.) - « Dispositif pour réaliser un modèle de pièce industrielle ». - Brevet français n° 84 11 241, 16.07.1984 (1984).
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(2) - VAEZI (M.), SEITZ (H.), YANG (S.) - « A review on 3D micro-additive manufacturing technologies ». - Int. J. Adv. Manuf. Technol., 67, 1721-1754 (2013).
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(3) - HAGUE (R.), REEVES (P.), JONES (S.) - « Innovate UK – Mapping UK research and innovation in additive manufacturing » - <https://www.gov.uk/government/uploads/system/uploads/attachment_data/file/496991/CO307_Mapping_UK_Capability_AM_WL_Print_.pdf> (2016).
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(4) - BOUFFARON (P.) - « Impression 3D : Les prémisses d’une nouvelle (r)évolution industrielle » - ambassade de France aux Etats-Unis 48 pp. http://sf.france-science.org/wp-content/uploads/2014/11/SMM14_025.pdf (2014).
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(5) - OBATON (A.F.), BERNARD (A.), TAILLANDIER (G.), MOSCHETTA (J.M.) - « Fabrication...
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Fabrication additive : révolution ou simple évolution sociétale.
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