Résine SLA NL 3D 371 vs filament Ultrafuse 316L : comparatif technique
Entre une résine SLA classique et un filament métal lié, le choix ne se résume pas à une simple préférence de matériau. La résine NL 3D 371 et l’Ultrafuse 316L n’ont ni le même procédé, ni les mêmes exigences d’équipement, ni les mêmes performances finales. L’une vise des pièces rigides et esthétiques, l’autre des composants métalliques fonctionnels. Voici ce qu’il faut savoir avant de trancher.
Propriétés techniques de la résine SLA NL 3D 371
La résine NL 3D 371 est une formulation standard pour imprimantes SLA et DLP. Elle offre une bonne rigidité et une finition de surface lisse, adaptée aux prototypes visuels, aux moules de silicone et aux pièces de présentation. Ses principales caractéristiques sont :
- Dureté Shore D : 85
- Résistance à la traction : 45 MPa
- Allongement à la rupture : 8 %
- Température de transition vitreuse (Tg) : 65 °C
- Viscosité : 300 mPa·s à 25 °C
Ces valeurs en font un matériau polyvalent pour des pièces rigides mais légèrement flexibles. La résine nécessite un lavage à l’alcool isopropylique et une post-polymérisation sous UV pour atteindre ses propriétés finales. Le temps d’exposition recommandé pour une couche de 50 µm sur une imprimante à 405 nm est de 8 à 12 secondes. La résine présente une faible odeur et une bonne stabilité en cuve, mais elle est sensible aux variations de température ambiante : une chambre d’impression stable entre 20 et 25 °C est conseillée pour éviter les défauts de polymérisation.
Propriétés techniques du filament Ultrafuse 316L
Ultrafuse 316L est un filament composite contenant environ 90 % de poudre d’acier inoxydable 316L liée par un polymère. Après impression FDM, la pièce subit un déliantage puis un frittage pour obtenir un objet entièrement métallique. Les caractéristiques avant frittage diffèrent de celles après frittage :
- Densité après frittage : 7,9 g/cm³ (proche de l’acier massif)
- Résistance à la traction après frittage : 520 MPa
- Dureté : 150 HB
- Retrait linéaire lors du frittage : 15–20 %
- Température d’extrusion : 240–260 °C (buse en laiton ou acier trempé)
L’impression nécessite un plateau chauffant à 100–120 °C, une buse d’au moins 0,6 mm pour éviter les obstructions, et un environnement sec. Le filament est très hygroscopique ; un stockage sous vide ou dans un boîtier étanche est indispensable. Un boîtier de stockage de filament étanche (testé dans notre article sur le FR 38) permet de maintenir l’humidité relative en dessous de 20 % pendant plusieurs semaines. La vitesse d’impression typique est de 20 à 40 mm/s, avec une couche de 0,15 à 0,25 mm.
Exigences d’impression et post-traitement
Résine NL 3D 371
La résine NL 3D 371 s’utilise sur toute imprimante SLA/DLP standard (Formlabs, Anycubic, Elegoo). Les réglages de base sont fournis par le fabricant, mais un test de calibration (par exemple la mire de validation) est conseillé pour chaque machine. Le post-traitement inclut un lavage de 5 minutes dans un bain d’alcool agité, suivi d’une polymérisation UV de 30 minutes à 60 °C. La résine durcit complètement après 24 heures à température ambiante. Les pièces fines nécessitent des supports supplémentaires pour éviter la déformation lors du retrait du plateau.
Ultrafuse 316L
Pour Ultrafuse 316L, le processus est plus complexe. Après impression, la pièce brute (green part) est déliantée dans un bain de solvant (acétone ou système catalytique) pendant 4 à 8 heures, puis frittée dans un four à 1380 °C sous atmosphère d’argon. Le retrait important doit être compensé dès la conception (facteur d’échelle de 1,15 à 1,20). Le déliantage peut être accéléré avec un four de déliantage catalytique, mais cela augmente le coût. La pièce finale conserve une rugosité de surface d’environ Ra 3–5 µm, qu’un polissage mécanique peut réduire à Ra 0,5 µm. L’ensemble du cycle (impression + déliantage + frittage) prend entre 24 et 48 heures pour une pièce de taille moyenne.
Applications typiques
La résine NL 3D 371 convient aux maquettes architecturales, aux figurines, aux connecteurs électriques non soumis à des contraintes mécaniques élevées et aux pièces de rechange esthétiques. Sa résistance aux UV est limitée, un vernis de protection est conseillé pour une exposition prolongée. Elle est également utilisée pour le moulage de bijoux par la technique de la cire perdue, car elle brûle sans résidus à 600 °C.
Ultrafuse 316L est destiné à des pièces fonctionnelles métalliques : outils, prototypes de production, implants médicaux (après certification), composants résistants à la corrosion. Le coût élevé du filament et du post-traitement limite son usage à des applications professionnelles. Il est particulièrement adapté aux petites séries de pièces en acier inoxydable qui seraient trop coûteuses à usiner par CNC.
Avantages et limites
| Critère | Résine NL 3D 371 | Ultrafuse 316L |
|---|---|---|
| Précision | Élevée (0,05 mm) | Moyenne (0,2 mm après frittage) |
| Résistance mécanique | Modérée | Très élevée après frittage |
| Résistance thermique | 65 °C (Tg) | Jusqu’à 800 °C (acier) |
| Coût par pièce | Faible | Élevé (filament + énergie + consommables) |
| Complexité du post-traitement | Faible | Élevée (déliantage, frittage, four spécialisé) |
| Surface | Lisse, brillante | Mate, légèrement granuleuse après frittage |
La résine présente l’avantage d’une impression rapide et d’un post-traitement simple, mais ses propriétés mécaniques limitent son usage aux pièces non structurelles. Le filament métal offre des performances proches de l’acier usiné, mais nécessite un investissement en équipement et une maîtrise du retrait. La résine NL 3D 371 est plus tolérante aux erreurs de réglage, tandis que le moindre écart de température dans le four de frittage peut rendre une pièce en Ultrafuse 316L inutilisable.
Erreurs fréquentes à éviter
- Résine : sous-polymérisation due à un temps d’exposition trop court ; la pièce reste collante. Toujours vérifier la calibration de la source UV.
- Ultrafuse 316L : retrait non compensé ; concevoir avec un facteur d’échelle validé par un test de calibration.
- Résine : lavage insuffisant ; des résidus de résine liquide peuvent ternir la surface après polymérisation.
- Ultrafuse 316L : humidité dans le filament ; des bulles de vapeur apparaissent lors de l’extrusion. Utiliser un boîtier de stockage étanche.
Pour choisir entre ces deux matériaux, il faut d’abord déterminer si la pièce finale doit supporter une charge mécanique élevée ou si la précision esthétique prime. Si le budget et l’équipement le permettent, Ultrafuse 316L apporte une solution métallique fonctionnelle ; sinon, la résine NL 3D 371 reste un excellent compromis pour des prototypes visuels de qualité. Dans les deux cas, un test d’impression sur un échantillon représentatif est recommandé avant de lancer une production.
