L’automatisation, une réponse aux défis du post traitement en impression 3D résine

L’impression 3D a largement dévoilé son potentiel pour améliorer d’une part la flexibilité des entreprises, en raison des multiples itérations possibles, et d’autre part leur réactivité pour concevoir des prototypes, outillages, pièces de rechange, etc.

Pourtant, de nombreux industriels freinent l’intégration de l’impression 3D en raison des étapes tant redoutées de post-impression.

Les défis du post-traitement en impression 3D

Lors d’une production sur imprimante 3D, en fonction de la technologie utilisée, de l’application finale et de la finition souhaitée, les pièces doivent généralement passer par plusieurs étapes post-impression. Le post-traitement représente une part significative du coût des pièces en impression 3D.

D’autres défis sont relevés par PostProcess Technologies à l’occasion d’un sondage annuel qui permet de faire un état des lieux des problèmes liés au post-traitement en fabrication additive.

Parmi les principaux problèmes relevés, figurent :

• le long délai d’obtention des pièces finies (arrivant en tête des problématiques, voir graphique ci-dessous)
• les limites en termes de qualité et constance des pièces finies
• une capacité de production limitée
• des pièces endommagées
• la mobilisation de la main d’œuvre sur des tâches à moindre valeur

Source : enquête annuelle 2020 de PostProcess Technologies

D’autre part, la sécurité des personnes soulève de plus en plus de questions. Les étapes de nettoyage sont souvent manuelles engendrant l’exposition des opérateurs à un certain nombre de produits dont les conséquences sanitaires sont pour le moment mal définies.

Aujourd’hui, parmi les 3 grandes étapes de l’impression 3D (conception, impression, post-traitement), le post-traitement est la seule à être majoritairement manuelle, engendrant ainsi une perte d’efficacité au regard du process global. Pourtant, de nouvelles solutions existent pour mettre au fin aux contraintes des étapes de nettoyage et finition des pièces 3D.

Somfy, fabricant mondial d’automatismes pour la maison et le bâtiment, en a fait l’expérience en s’équipant d’imprimantes 3D photopolymères à cuve modulaire Figure 4® de 3D Systems. Conscient de la valeur considérable de la fabrication additive, le service de prototypage interne de la société (le Add Lab) basée à Cluses, en France, a ainsi choisi des équipements capables de produire une gamme variée de formes et de tailles de pièces à un faible coût opérationnel.

Rapidement, Somfy a pu observer une flexibilité accrue pour le prototypage, car il est beaucoup plus rapide pour eux de réaliser de multiples itérations de conception pendant le développement du produit. Lorsque l’équipe du Add Lab a commencé à travailler avec ces imprimantes 3D haut de gamme, elle s’est rendu compte que la plupart des solutions de nettoyage de résine ne seraient pas en mesure de suivre le débit souhaité ni le flux conséquent de production à traiter.

Retrait des résines automatisé : une alternative moins risquée à l’isopropanol (IPA)

L’identification et la prévention des risques liés à l’impression 3D est non négligeable, qu’il s’agisse de la technologie, des matériaux employés ou des solutions post-impression. Pour l’entreprise qui accorde une grande importance au développe­ment durable, à la santé et à la sécurité, l’alcool iso­propylique (IPA) n’était même pas envisagé comme une option viable de nettoyage de résine. L’alcool isopropylique est connu pour ses aspects néfastes pour l’environnement, une grande volatilité, un risque d’inflammabilité élevé et une courte durée de vie du produit (entre autres). Tous ces facteurs contribuent à créer un environnement de travail risqué et désagréable.

Afin de maintenir un flux de travail aussi fluide que possible et d’éviter tous les risques et soucis associés à l’IPA, Somfy s’est tourné vers les pionniers des solutions automatisées de nettoyage de résine - PostProcess Technologies. Après avoir évalué leurs besoins spécifiques, PostProcess a proposé à Somfy la solution intelligente DEMI 430, en utilisant les solvants spécifiques pour le nettoyage de résines spé­cialement conçus par PostProcess et la technologie brevetée de Submersed Vortex Cavitation (SVC).

Cette combinaison permet non seulement de créer un process répétable, mais aussi de diviser la consommation de solvant par 5, pour un nettoyage cohérent des résines et des supports.

Somfy a mis en place de manière proactive un processus de post-impression durable grâce à la longévité du détergent de PostPro­cess – qui dure jusqu’à 6 fois plus longtemps que l’IPA - générant des économies substantielles. Cette longévité limite la nécessité de changer fréquemment de détergent - un processus coûteux qui entraîne des temps d’arrêt des machines et un risque accru d’accidents du travail.

Exemples de pièces DLP provenant d’une imprimante Figure 4

Gagner en efficacité grâce à la post-impression automatisée

S’appuyant sur le système efficient de PostProcess, combinant un vortex généré par un système de pompes combiné aux ultrasons contrôlés avec précision, Somfy a été en mesure d’augmenter con­sidérablement son volume de prototypage. Le laboratoire traite plusieurs lots dans la DEMI 430 jour après jour, ce qui lui permet d’utiliser ses imprimantes actuelles à leur capacité maximale pour une productivité optimale.

Philippe Bendel, responsable du labora­toire de prototypage de Somfy, témoigne : “La DEMI 430 a littéralement apporté une bouffée d’air frais ici au sein du Add Lab. C’est rassurant de savoir que cette solution nous donne la possibilité de nous développer tout en maintenant l’environnement le plus sûr et le plus durable possible pour nos employés. Nous avons déjà été impressionnés par le niveau de soutien personnalisé que nous avons reçu de la part de l’équipe de PostProcess, et nous sommes im­patients de continuer à expérimenter de nouvelles résines sans avoir à craindre que le processus de post-impression ne nous ralentisse.”

Grâce à l’efficacité de cette solution, Somfy prévoit de pouvoir ajouter des im­primantes pour sa production et de continuer à se développer sans être gêné par le processus de post-im­pression. L’entreprise a implanté un débit élevé, une qualité constan­te des impressions et des normes de sécurité de haut niveau dans le laboratoire d’impression 3D.