Demande conseils pour la conception puis l'impression de pièces en SLA

[electroremy]

Bonjour,

 

L’impression SLA (je débute) impose pas mal de contraintes ; de la même façon qu’une pièce imprimée avec filament ABS ne se conçoit pas comme une pièce usinée, une pièce imprimée en SLA sera encore conçue différemment.

 

Remarque importante : en SLA, la pièce est imprimée la tête en bas. Mais comme on peut ou on doit incliner la pièce, le « haut » et le « bas » ne veulent finalement rien dire par rapport à la pièce.

Dans ce qui suit, « haut » et « bas » seront toujours par rapport à l’imprimante.

Ainsi, la partie la plus haute d’une pièce est pour moi, dans ce message, la partie en contact avec le plateau.

Voilà comme ça c’est clair  

 

En SLA, les plus gros soucis viennent :

-          de l’effet ventouse sur le FEP lors de la remontée du plateau

-          de la gravité

-          des forces viscoélastiques lors de la remontée du plateau

qui peuvent peut casser la pièce ou arracher la couche venant d’être imprimée.

Il y a aussi un aspect plus « vicieux » lié au principe de fonctionnement de l’imprimante. La pièce est plongée puis remontée plusieurs fois dans de la résine liquide qu'il ne faut pas « emprisonner » à l’intérieur d’une cavité de la pièce.

Il y a pas mal de conséquences et de contraintes :

 

Contraintes avec les pièces creuses :

Si on imprime une pièce creuse :

-          il faut un trou en partie haute sur le côté (au niveau du plateau) pour permettre à l’air de passer pour que la résine se vide sans créer un effet ventouse sur la surface de la section totale de la pièce (casse ou décollement de la pièce assurée sinon)

-          Si la pièce creuse comporte une partie concave, il faut un trou d’évacuation en partie basse pour que la résine se vide (ou alors qu’il soit possible de vider la pièce après impression en la retournant)

Donc une pièce creuse devra être percée… c’est dommage parce que du coup l’argument « en SLA les pièces sont étanches » tombe un peu à l’eau (sans jeu de mots). Concrètement si je veux imprimer un flacon en SLA il devra être percé. :-)

 

Contraintes avec les pièces avec structure interne (nid d’abeille) :

Ce qui est valable pour une pièce creuse est valable aussi pour un remplissage « en nid d’abeille ». Ce remplissage est utile en impression FDM pour avoir une économie de matière et une pièce légère et solide à la fois.

En impression SLA, une structure en nid d’abeille devra être « ouverte » pour :

-          que la résine coule à travers

-          qu’il n’y ait pas d’effet ventouse (trous ou encoches à prévoir en haut en plus)

 

Contraintes pour le durcissement des pièces pleines ou avec structure interne :

Pour éviter que toute la résine du bac polymérise, la résine, y compris translucide, contient des pigments bloqueurs d’UV, de cette façon seule la couche de résine au fond du bac, en contact avec le FEP, polymérise lors de l’allumage de l’écran LCD.

En d’autres termes, les UV ont une profondeur de pénétration limitée dans la résine.

Cela implique qu’une pièce pleine ou avec structure en nid d’abeille ne durcira, lors de son passage dans la machine de cure (lampe UV), que superficiellement.

C’est un peu comme l’acier trempé : la trempe est forte en surface, et beaucoup moins à cœur.

Ça peut être un avantage : pièce à la fois dure et non cassante, comme justement un sabre en acier trempé.

Mais ça peut être un inconvénient… difficile de savoir

C’est un argument supplémentaire pour la fabrication de pièces creuses ou de pièces avec structure « ouverte » pour permettre un éclairage aux UV de la structure

 

Contraintes avec les supports :

Incliner le modèle permet de résoudre les problèmes d’effet ventouse et d’emprisonnement de résine liquide.

MAIS cela implique de se retrouver avec  de nombreux supports :

-          On gâche de la matière (les supports sont jetés, ils ne peuvent être recyclés)

-          Le retrait des supports est chronophage

-          On peut abîmer la pièce lors du retrait des supports

-          Certains supports peuvent être difficiles à retirer en fonction de leur emplacement

-          Il y a un travail important de finition sur la pièce après retrait des supports

 

J’ai, pour le moment, imprimer avec ma Prusa I3 MK2 que des pièces ne nécessitant aucun support… mais c’est du FDM, rien à voir avec le SLA

 

Si je veux faire ces pièces en SLA, je serais obligé de placer des supports :

-          car je devrais incliner certaines pièces,

-          car l’impression SLA n’a aucune capacité « bridge » et certaines pièces, en fonction de leur position par rapport au plateau, auront besoin de supports internes ou externes

 

Si les supports touchent la pièce un peu partout et notamment dans des parties creuses ou concaves, ça sera une vraie sinécure.

 

En revanche, les supports seront facilement gérables :

-          s’ils ne sont attachés que sur une face de la pièce

-          que cette face est plate et dans le même plan

en effet il est facile de poncer une surface plane en frottant la pièce sur une toile émeri posée à plat sur une table.

Idéalement cette face sera non visible, par exemple le dessous de la pièce finale.

 

La conception de la pièce et son positionnement auront pour objectif d’avoir des supports facilement gérables.

 

Collage :

La résine utilisée pour l’impression n’est rien d’autre… que de la colle qui durcit aux UV.

C’est un avantage, on peut coller des pièces en résine avec la résine elle-même et une lampe UV.

Si le collage est bien réalisé, il peut être similaire à une soudure autogène puisque la colle et la pièce sont en fait la même matière.

 

On pourrait même faire l’assemblage des pièces à coller avant  de passer les pièces en cure, ou au milieu de la cure qui sera faite en deux étapes :

-          curer chaque pièce séparément 1 minute

-          assembler les pièces avec une goutte de résine à chaque point de collage

-          curer l’assemblage 1 minute

Voilà une chose intéressante à tester :-)

 

En ABS j’avais testé ce collage « autogène » avec de l’acétone, ça donne de bons résultats.

 

J’ai même pu réparer un réservoir en ABS fissuré d’un appareil électroménager avec de l’acétone :

-          j’ai calé le réservoir de façon à ce que la fissure soit le point le plus bas ;

-          ensuite j’ai déposé plusieurs gouttes d’acétone au fond du réservoir, sur la fissure ; il faut que la fissure soit entièrement recouverte d’acétone ;

-          l’acétone fait fondre l’ABS qui se ressoude lorsque l’acétone s’évapore ;

-          on peut répéter l’opération une deuxième fois

-          on peut répéter l’opération de l’autre côté de la fissure (un coton-tige peut être utilisé pour déposer de l’acétone)

Le réservoir ainsi réparé est redevenu étanche.

 

Cas pratiques :

Voici des pièces faites en ABS avec ma Prusa I3 que j’aimerais refaire en SLA :

 

Médaille :

Ce sont les pièces que j’ai faites en fonderie.

Le SLA me permettrait de faire des écritures plus petites (en FDM j’étais limité en précision).

 

Pièce mécanique plate prismatique :

Je me demande si au lieu de l’imprimer inclinée avec supports, je pourrais l’imprimer « debout » de cette façon on limite l’effet ventouse ; l’impression sera plus lente si la plus grande dimension correspond à l’axe Z, mais d’un autre côté il est possible d’imprimer de nombreuses pièces identiques en même temps

 

Boite :

C’est le fameux flacon qui posera des problèmes d’effet ventouse si je n’ajoute pas un trou…

La solution : prévoir de pouvoir boucher le trou après impression ?

 

Œuf :  

J’avais réussi à l’imprimer en ABS sans support…

Comment faire en SLA, le sommet de l’œuf risque de poser problème, et un support interne sera difficile à enlever

 

Logiciel :

J’arrive à créer mes fichiers STL moi-même sans problème.

Je dois utiliser un slicer adapté.

Éventuellement, avec un logiciel "intermédiaire" pour préparer mon STL avant le slicer (creuser la pièce…)

-          Photon WorkShop 2.1.24 est fourni avec l’imprimante, mais il semble limité.

-          Chitubox est recommandé par de nombreuses personnes.

-          Prusa Slicer est réputé et il a un avantage… je sais déjà m’en servir pour ma Prusa I3 MK2 donc je ne pars pas de zéro si je le réutilise pour imprimer en SLA :)

 

Voilà

N’hésitez pas à partager vos idées et astuces notamment sur la conception des pièces pour impression SLA et l’aspect logiciel.

A bientôt

[vap38]

bonjour, @electroremy
très bonne analyse du sujet avec toutes les remarques et solutions adaptées aux différentes questions 
c'est comme cela que nous progressons en partageant nos connaissances Bravo pour le temps passé c'est super !
a+

[electroremy]

il y a 10 minutes, vap38 a dit :

bonjour, @electroremy
très bonne analyse du sujet avec toutes les remarques et solutions adaptées aux différentes questions 
c'est comme cela que nous progressons en partageant nos connaissances Bravo pour le temps passé c'est super !
a+

Merci beaucoup... mais... j'ai juste posé pas mal de questions, car je ne sais pas trop comment m'y prendre  

Certes avec des questions bien posées on dit souvent que le problème est à moitié résolu  

Le test que j'avais réalisé avec la pièce "RERF" montre qu'on peut imprimer certaines formes sans aucun support...

Donc, vis à vis des pièces montrées en "cas pratique", je me demande comment (modification de leur forme, inclinaison) les imprimer facilement et de façon fiable, si possible avec peu ou pas de supports.

A bientôt

[divers]

Le titre de ton sujet est: Demande de conseils pour la conception puis l'impression de pièces en SLA.

Au final c'est 95% d'explications et de suppositions sur L'impression SLA et FDM.

Si tu as des questions précises poses les clairement et simplement.

[electroremy]

Les questions sont plus vers la fin  et c'est vrai que le message est un peu long. Je remet les questions ici :

Sur les "cas pratiques" ; pour chaque pièce :

- faut-il modifier la pièce ou pas ? remplissage, forme, perçage du flacon ?

- faut-il incliner la pièce ou pas, ou alors l'imprimer "debout" plutôt qu'à plat ?

- peut-on imprimer ces pièces sans support ?

Sur mon imprimante FDM, j'ai toujours imprimé sans support, quitte à faire certains objets en plusieurs parties assemblés ensuite, ou alors à concevoir mes pièces pour qu'elles n'aient pas besoin de supports.

En SLA, j'aimerais aussi imprimer sans support si possible.

 

Ensuite, quid de la solidité et de la durabilité d'une pièce "massive" car lors du durcissement aux UV avec le Wash and Cure, les UV ne vont pas pénétrer profondément ? 

S'agissant des pièces ni massives ni creuses mais remplies de façon "structurée" (comme en FDM) : c'est possible ou à déconseiller ?

 

Est-il possible d'imprimer, en SLA, des pièces "print in place" ? Il faudra réussir à les nettoyer et à les curer aux UV sans que les différentes parties se collent ensemble je pense.

 

Niveau logiciel :

- Photon WorkShop est-il vraiment utilisable ou déconseillé ?

- Pareil pour Prusa Slicer : c'est bien, correct, ou alors je vais vraiment galérer avec mon Anycubic Photon S ?

- Ou alors je ne dois pas hésiter et utiliser Chitubox car il n'y a pas photo il est nettement meilleur que les deux autres ?

 

Enfin... mes suppositions sont-elles justes ?  

 

Voilà  

Modifié (le) Octobre 2, 2021 par electroremy

[divers]

Tout connaitre avant de commencer à bosser c'est IMPOSSIBLE. Donc il faut que tu apprennes progressivement à connaitre le Slicer puis l'imprimante.

Pour le Slicer commence par celui fournit avec ta bécane (il est certainement paramétré pour ta bécane), regardes des Tutos et poses des questions précises au utilisateurs confirmés de ce Slicer.

Comme j'ai une Prusa SL1S j'utilise PrusaSlicer. Sur le site de Prusa il y a plusieurs guides qui te permettront d'avancer sur l'impression SLA (avec toutes les marques de bécanes).

En SLA les supports sont presque obligatoires. Sur la Prusa il est plus facile de s'en passer en fixant les pièces directement sur la semelle grâce à la cinématique particulière du réservoir qui bascule à chaque couche donc les efforts de décollement de FEP sont progressifs.

Bon courage.

[electroremy]

il y a 21 minutes, divers a dit :

Tout connaitre avant de commencer à bosser c'est IMPOSSIBLE. Donc il faut que tu apprennes progressivement à connaitre le Slicer puis l'imprimante.

Certes mais ça n'empêche pas le partage du retour d'expérience

C'est pour ça qu'on écrit des livres et qu'on a des écoles, histoire que chaque génération ne reparte pas à zéro  

(n'empêche, en cas d'écroulement de notre civilisation, ça va être difficile voir impossible de tout réinventer...)

D'autant qu'en SLA, des impressions ratées peuvent endommager l'imprimante (FEP percé, avec ou sans dommages supplémentaires) la difficulté supplémentaire par rapport au FDM étant qu'on ne peut pas voir les défauts d'impression en direct ; pendant la 1ière heure d'impression on voit juste le bed plonger et remonter un peu, en fait on découvre le résultat quand l'impression est bien avancée ou déjà terminée... il faut avoir le "gout du risque"

En FDM, j'ai eu beaucoup de pièces ratées mais je n'ai jamais abîmé mon imprimante.

En SLA, j'ai réussi la première pièce, raté la deuxième ce qui a percé le FEP, coup de chance l'écran n'a rien eu. De plus, la résine est un produit liquide et dangereux. Du coup cela incite à bien se préparer en amont  

A bientôt

[vap38]

@electroremy Pour être un ressent utilisateur d'une Elegoo Mars 2 PRO je suis satisfait pour l'instant de mes nombreuses réalisations.
Mon conseil il faut toujours un maximum de support pour vaincre la gravité terrestre et l'effet de traction qui n'est pas à négliger...
Il faut dans tous les cas assurer un maintien latéral de la pièce pour soutenir le décalage axial de la pièce quand elle est inclinée.
Le centre de de gravité de la traction doit être équilibré avec des supports de compensation quand la pièce commence à devenir lourde.
Le plus difficile c'est  d'identifier et de maintenir les ilots  (petites surfaces déportées dans le vide) au risque par défaut d'avoir des manques ou des ruptures d'une coque extérieur.
Pour ton récipient je ferai un placement vertical sans évent mais avec des supports au maximum sur la partie filetage . Tu peux placer des supports accessibles à l'intérieur du collet du récipient. Dans la position verticale la force de traction est bien répartie et ne doit poser de problème.
Pour avoir utilisé plusieurs Slicer je te recommande LYTCHEE Pro qui est un super produit; en plus tu bénéficie des tutos de formation en vidéo proposées par le développeur. Avec cette vidéo qui dure 1 heure c'est le top pour un apprentissage évolué et tu sera paisible pour commencer des pièces compliquées.
Pour l'instant avec Lytchee je n'ai pas d'échec d'impression et j'ai réalisé un superbe TINTIN peint avec les bonnes nuances.
A qui le veut rien d'impossible il suffit de bien réfléchir sur les efforts de la gravité et de la traction terrestre mais Lytchee le fait bien à ta place pour placer les supports.
mon conseil bien préparer son espace de travail et se protéger !!
a+  Francis

 

[divers]

@vap38 Petite correction : c’est l’attraction terrestre qui nous retient au sol et c’est le même sens que la gravité.

[electroremy]

Bonjour,

Alors j'ai commencé à imprimer mes propres pièces en SLA

Donc... je n'ai pas utilisé de supports, je n'ai pas incliné les pièces, et je ne les ai pas percés.  

Je les ai imprimé dans la même position qu'avec mon imprimante FDM, histoire de voir si cela fonctionne ou pas.

Voici le petit flacon, imprimé à l'échelle 1/2 par rapport à ceux imprimé en FDM.

Sur les photos :

- le flacon blanc est imprimé en ABS translucide en FDM

- le flacon gris est imprimé en SLA en résine

- la flacon rouge est imprimé en PETG translucide en FDM

La pièce en résine en détail :

Brute d'imprimante (juste après lavage et cure aux UV), sans post-traitement (ponçage...) elle est très belle (la qualité des photos ne rend pas aussi bien qu'en vrai)

Le banc magnétique est utile pour :

- laver la pièce y compris dans ses parties creuses en inclinant la plaque magnétique dans le bain

- retirer la pièce sans l'abîmer

Pour la cure aux UV, pour bien traiter l'intérieur, j'ai changé la position de la pièce dans le Wash and Cure pour faire plusieurs expositions différentes :

 

Ensuite les médailles, là j'ai un soucis avec mon bed magnétique qui bouge pendant l'impression - j'en parle ici :

C'est vraiment emmerdant car sinon ça fonctionne ; les défaut sur les pièces sont dus au fait que le banc magnétique a bougé au début de l'impression.

J'ai utilisé le logiciel Photon Workshop fourni avec l'imprimante, pas aussi complet que Prusa Slicer mais simple et efficace, c'est bien pour débuter :

Sur les photos suivantes, les pièces en résine sont grises, imprimées aux échelles 1/1, 1/2, et 1/3, en rouge la même pièce à l'échelle 1/1 en ABS sans et avec smoothing à l'acétone :

Voilà

Modifié (le) Octobre 9, 2021 par electroremy

[vap38]

Bravo c'est une étape de franchie qui permet de faire des comparaisons en terme de qualité le SLA est au top !
Ok mon commentaire sur l'impression SLA était bon 
le flacon gris en résine est impeccable, belle qualité aussi pour l'ABS qu'elle la marque du filament utilisé .?
Je suppose que ce sont des médailles pour une association de forgerons 
a+

[electroremy]

Il y a 19 heures, vap38 a dit :

Bravo c'est une étape de franchie qui permet de faire des comparaisons en terme de qualité le SLA est au top !
Ok mon commentaire sur l'impression SLA était bon 
le flacon gris en résine est impeccable, belle qualité aussi pour l'ABS qu'elle la marque du filament utilisé .?
Je suppose que ce sont des médailles pour une association de forgerons 
a+

Oui mon but c'est bien de comparer les techniques que j'ai chez moi  

Pour l'ABS, c'est de l'ABS standard de chez Grossiste 3D, les bobines doivent avoir 4 ans, j'imprime à 240°C avec une Prusa I3 MK2 dans un caisson :

 

En effet, pour les médailles, se sont les modèles qui ont servit pour de la démonstration de fonderie bronze lors des Journées de Patrimoine à la forge de Montagney  : 

 

Sur ce sujet c'était la "V1" en PLA, l'année suivante, j'ai refait avec des modèles en ABS, meilleur résultat notamment grâce à l'acétone smoothing

http://electroremy.free.fr/20092020JourneesDuPatrimoine/#Fonderie1

Ces essais sont assez instructifs, pas mal d'écarts par rapport à la théorie, normal vu que l'impression SLA grand public reste récente. On a la chance d'avoir du matériel, des produits et des logiciels qui évoluent assez vite.

Voilà

[electroremy]

Bonjour,

 

Voici un nouveau test, avec le petit chien "buddy", imprimé de façon "normale" (non incliné et sans supports)

La pièce en résine SLA est très précise, les photos parlent d'elles-même :

On voit des petits défauts sur la pièce en résine mais c'est de ma faute (bac mal nettoyé)

La pièce en résine est pleine, et donc plus lourde :

 

Voilà

 

A bientôt

[vap38]

Bonjour @electroremy Super ton test ! çà permet d'avoir des références sur les différentes techniques d'impressions.
Le chien en FDM est très beau le choix du filament révèle une précision d'impression. Le SLA est TOP 
Personnellement je n'utilise plus l'ABS je préfère le PETG qui tient très bien aux intempéries et au soleil à l'extérieure.
La température du filament pour le PETG doit est au minimum de 230° et une ventilation réduite BED à 70° et le résultat est performant.
a+

[papajds]

Bonjour,

Oui , bien le test. La pièce,assez simple, s'y prête bien .surtout pour le FDM

Faudrait faire le même avec une pièce avec beaucoup plus de détails ,genre  figurine. Là , on mettrait en évidence la supériorité du SLA.

A+

[electroremy]

Bonjour,

Alors voici un nouveau test comparatif FDM / SLA plus intéressant

J'ai imprimé cette pièce : https://www.prusaprinters.org/prints/75708-mermaid-support-free-remix

Imprimer cette pièce sans support semble difficile...

En FDM, avec de l'ABS, ça fonctionne mais il y a des défauts visibles au niveau des parties en surplomb :

En SLA, j'ai imprimé la pièce sans inclinaison ni supports... la pièce est... parfaite :

 

Voici la comparaison entre les deux :

J'en ai aussi fait une en ABS blanc :

L'ABS permet de faire de l'acétone smoothing :

C'est plus lisse mais il y a une perte de détail significative :

Pour cette pièce, l'impression SLA est le meilleur choix.

Ca donne envie de tester une résine transparente !

A bientôt

[Savate]

à l’instant, electroremy a dit :

Pour cette pièce, l'impression SLA est le meilleur choix.

Sauf si tu veux une grande sirène  

[electroremy]

il y a 1 minute, Savate a dit :

Sauf si tu veux une grande sirène  

J'aurais pu faire la sirène presque aussi grande en SLA avec mon Anycubic Photon S

Et il existe des imprimantes SLA avec une surface d'impression plus grande

Mais j'ai toujours mes soucis de bed magnétique qui bouge lorsque la surface de la première couche est importante  

il y a 14 minutes, papajds a dit :

Faudrait faire le même avec une pièce avec beaucoup plus de détails ,genre  figurine. Là , on mettrait en évidence la supériorité du SLA.

A+

J'avais pas vu ton message avant de répondre... mais ma nouvelle réponse dont correspondre pile à ces attentes

[electroremy]

Bonjour,

 

Alors de nouvelles pièces :

D'abord le fameux herringbone planetary gear "print in place" :

https://www.prusaprinters.org/prints/3119-herringbone-planetary-gear

En SLA, tout est collé  

Il faudrait réduire l'exposition et/ou augmenter le jeu, les formes imprimées sont plus larges que le motif à l'écran.
 

Il y a aussi un effet "patte d'éléphant" sur les premières couches dont l'exposition est plus longue.

 

Le film de protection sur mon écran (un 2e FEP) ajoute 0,15mm d'épaisseur ce qui peut accentuer ces deux phénomènes

 

Ensuite, les pièces plates (cette fois-ci réussies car mon bed magnétique ne bouge plus grâce à du... scotch voir ailleurs sur le forum  ) :

Alors le devant est réussi, mais pas les gravures à l'arrière à cause de l'effet "patte d'éléphant" prononcé des premières couches - Le perçage des médailles met en évidence l'ampleur de cet effet :

 

A part ces problèmes "géométriques" (patte d'éléphant des premières couches puis légère dilatation des suivantes), les pièces sont belles et précises.

Ces problèmes géométriques peuvent certainement se compenser par le slicer ou au pire dans le STL

 

A bientôt