[MUSIQUE] Dans cette vidéo, nous allons vous présenter la première technologie de fabrication additive qu'est la photopolymérisation. Après l'introduction du principe de cette technologie, vous pourrez découvrir le fonctionnement particulier d'une imprimante 3D commercialisée par la société Créadil. Pour finir, vous aurez un petit quiz à réaliser pour vérifier que vous avez bien compris les principes de la photopolymérisation. Commençons déjà par introduire les grands principes de la photopolymérisation. Après l'introduction du principe de la photopolymérisation, nous verrons sur quel processus physique particulier ce procédé se base, et le couplage matériaux-procédés qui en est induit. Nous finirons par vous présenter la nature des post-traitements que doit subir la pièce fabriquée. La stéréolytographie par photopolymérisation est la première technologie de fabrication additive, brevetée en 1984. Un faisceau laser UV ou infrarouge est mis en mouvement. Le système laser est un réacteur photochimique qui permet de fabriquer un objet en trois dimensions en polymérisant, en surface, une résine. L'absorption de la lumière par le photoinitiateur provoque une polymérisation en chaîne dans les régions exposées de la couche supérieure. L'objet est alors fabriqué par un empilement de couches. Concrètement, la résine liquide se trouve dans une cuve. Au démarrage de l'impression, le plateau se trouve en haut de la cuve, recouvert d'une épaisseur de résine de la taille d'une couche. Le laser balaie alors la zone nécessaire à la réalisation de la pièce, le plateau descend alors d'un pas correspondant à la hauteur d'une couche, et le laser est mis en mouvement. La pièce est alors créée par couches successives. Le degré de polymérisation de la résine dépend de la densité d'énergie reçue. Cette énergie n'est pas constante en tout point du faisceau. Nous voyons sur la figure de gauche la répartition de l'énergie pour un trait de lasage dans le plan z, y, c'est-à-dire, dans une tranche verticale perpendiculaire à la trajectoire. On peut constater une forme en parabole dans la zone polymérisée par un trait de lasage. L'ensemble des traits de lasage sur chaque couche va amener à la polymérisation de la résine, de sorte à créer la pièce. Toutefois, cette polymérisation doit être contrôlée de manière à ne pas surpolymériser, ce qui remonterait la taille de la pièce, et à répartir de manière uniforme l'énergie totale apportée pour avoir un comportement mécanique final de la pièce homogène. Le couplage matériaux-procédés représente les phénomènes qui existent du fait du comportement du matériau, qui doivent être pris en compte pendant la mise en œuvre du procédé pour obtenir la pièce attendue. Dans le cas de la photopolymérisation, la transformation en polymère de la résine génère un retrait volumique pouvant aller jusqu'à 10 %. Ce retrait a un impact sur la forme de la pièce produite. Ainsi, dans le cas de l'exemple proposé, ce retrait va générer une erreur de planité de la pièce. La taille du retrait volumique peut être réduite en intégrant des oligomères dans la résine, mais leur introduction augmentera la viscosité de la résine. La résine ayant une certaine viscosité, lors de la descente du plateau la couche créée n'est pas forcément d'épaisseur constante. Il est alors nécessaire d'utiliser un racleur mécanique pour mettre en place une couche constante de résine. Pour se passer de ce racleur, l'entreprise Formlabs a développé une imprimante avec un mouvement du plateau vers le haut. Les matériaux utilisés en photopolymérisation sont des résines photopolymères de type mélanges de monomères ou époxy. Ces résines peuvent être chargées par des colorants ou divers matériaux. La pièce est alors chauffée pour éliminer les résines. Vous trouverez, en document complémentaire, la description du processus de fabrication additive par photopolymérisation de pièces en céramique. Le post-traitement des pièces produites consiste en une élimination de la résine non polymérisée par écoulement, dilution ou séchage. Les supports doivent être ensuite retirés. Une post-photopolymérisation est nécessaire pour améliorer les caractéristiques mécaniques de la pièce. L'état de surface de la pièce peut aussi être amélioré par un ponçage. Le temps de fabrication d'une pièce n'est non pas seulement le temps d'impression. Ainsi, dans le cas de l'exemple à droite, l'impression a duré 10 heures 36, l'élimination de la résine non polymérisée, 25 minutes, et la polymérisation à cœur, 35 minutes. La durée de la fabrication totale de la pièce a donc été de 11 heures 36. Au niveau hygiène et sécurité, l'élévation de température nécessaire à la polymérisation génère la libération de produits dangereux sous forme de poussières, de nanoparticules, de gaz et de produits volatiles. Pendant le post-traitement, des solvants peuvent être utilisés. Les opérations de finition, comme le ponçage, peuvent amener à la libération de poussière. Pour conclure sur la photopolymérisation, cette technologie permet de fabriquer des pièces avec une meilleure qualité géométrique et un meilleur état de surface que les autres procédés de fabrication additive. Les pièces sont réalisées assez rapidement, et la taille des pièces peut être assez grande. Toutefois, son coût est conséquent par rapport aux autres procédés de fabrication additive, des procédés de traitement secondaire sont nécessaires et seules des résines photosensibles peuvent être employées. Pour certains matériaux chargés dans la résine, une phase de durcissement supplémentaire est nécessaire comme pour la céramique. Dans ce transparent, vous avez l'exemple des performances de deux imprimantes. Ces exemples permettent de se rendre compte de la taille des pièces produites, par exemple, 1 500 millimètres par 750 millimètres par 550 millimètres pour la seconde imprimante apparaissant dans ce tableau. Nous pouvons aussi voir que la précision est de l'ordre de 45 microns, et que l'épaisseur de couche peut aller de 25 à 150 microns. Nous avons abordé les principes, limites, avantages de la photopolymérisation. Je vous invite maintenant à regarder la vidéo suivante de présentation d'une imprimante 3D de l'entreprise Créadil. [MUSIQUE] [MUSIQUE]