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Jun 21, 2023

Examen Formlabs Form 3+

La Formlabs Form 3+ est une imprimante 3D stéréolithographique (SLA) conçue pour

La Formlabs Form 3+ est une imprimante 3D stéréolithographique (SLA) destinée aux professionnels. Formlabs décrit la Form 3+ (à partir de 2 499 $ ; 4 249 $ selon les tests) comme une imprimante 3D de bureau de qualité industrielle, particulièrement adaptée au prototypage rapide par les concepteurs de produits, ainsi qu'à la production de pièces. En effet, elle est capable d'imprimer des pièces de haute qualité, et le Complete Package que nous avons testé fournit une solution d'impression 3D complète (sauf pour la résine et le papier de verre). Cependant, vous constaterez peut-être qu'il y a une courbe d'apprentissage considérable dans la maîtrise de la Form 3+. Le service client de Formlabs est cependant réactif et aide à résoudre les problèmes au fur et à mesure qu'ils surviennent, ce qui signifie que la Form 3+ peut être un outil puissant et fiable pour votre établi.

J'ai rencontré Formlabs pour la première fois à la World Maker Faire de New York il y a plus de dix ans, lorsque la première imprimante 3D de l'entreprise, la Form 1, était en financement participatif. Je me souviens d'un représentant me montrant un jeu d'échecs imprimé en 3D réalisé sur la Form 1 ; la qualité d'impression des pièces était impressionnante, surtout par rapport à l'aspect grossier des impressions de nombreuses imprimantes à base de filaments typiques de son époque. Il me semblait que Formlabs était sur quelque chose de spécial, et la Form 1+ était l'une des premières imprimantes 3D - et la première imprimante SLA - que j'ai examinée. Mon expérience m'a convaincu de la promesse de la stéréolithographie en termes de qualité d'impression et de résolution, tout en révélant les nombreux défis de cette méthode.

La stéréolithographie a été la première technologie d'impression 3D à être développée. Dans une imprimante SLA, un laser ultraviolet brille dans une cuve de résine liquide durcissable aux UV, traçant une section transversale de l'objet à imprimer sur la résine et, ce faisant, durcissant (solidifiant) la résine couche par couche jusqu'à ce qu'elle forme le modèle imprimé. Un capot orange translucide (mais opaque à la lumière ultraviolette) recouvre la Form 3+, empêchant la résine d'être accidentellement durcie par une exposition appréciable à la lumière du soleil. (On peut ouvrir brièvement le couvercle, par exemple pour retirer ou fixer la plaque de construction, sans aucun effet néfaste apparent sur la résine.)

Par rapport aux imprimantes à base de filaments, également connues sous le nom d'imprimantes de fabrication de filaments fondus (FFF) ou de modélisation par dépôt de fil fondu (FDM), le processus d'impression des modèles SLA est inversé. La plaque de construction - la surface à laquelle l'objet imprimé adhère pendant le processus d'impression - est suspendue à l'envers à un bras au-dessus du réservoir de résine, dans lequel elle est plongée à maintes reprises au fur et à mesure que chaque couche est imprimée.

Alors que les Formlabs Form 1+ et Form 2 sont des imprimantes SLA traditionnelles, les imprimantes de la série Form 3, notamment les Form 3, Form 3+, Form 3B et Form 3BL (ces deux dernières étant destinées au secteur de la santé), utilisent la stéréolithographie à faible force (LFS). LFS est une variante SLA qui réduit considérablement les forces exercées sur les pièces pendant le processus d'impression, selon Formlabs. Pour ce faire, il combine un réservoir de résine flexible avec une unité de traitement de la lumière (LPU) améliorée où le faisceau laser est généré. On dit que LFS produit des pièces lisses avec des détails fins et des pointes acérées.

En plus de l'imprimante et de la plaque de construction, la Form 3+ comprend un kit de finition contenant deux petits réservoirs pour tremper les impressions, ainsi que des outils et des gants en nitrile pour manipuler la résine et l'alcool isopropylique (IPA). C'est tout ce que l'on trouve dans le package de base, tandis que notre unité de test est le package complet, qui ajoute des unités de lavage et de séchage (que Formlabs appelle Form Wash et Form Cure). Formlabs vend directement le package complet pour 4 249 $, mais vous devriez vérifier auprès de votre fournisseur d'impression 3D préféré pour voir si un prix négocié inférieur est disponible.

Lorsqu'une impression est terminée, la plaque de construction monte vers le haut de l'imprimante, et la plaque de construction avec son objet toujours attaché peut être déverrouillée et placée dans un support en haut de la Form Wash, qui contient environ deux gallons d'IPA. Alternativement, vous pouvez placer un objet qui a déjà été retiré de la plaque de construction dans le panier métallique, comme indiqué sur la photo ci-dessous, pour le processus de lavage. L'imprimante (lorsque le capot est en place) et le Form Wash (lorsqu'il est fermé) sont bien scellés, donc je n'ai presque jamais remarqué de vapeurs de résine ou d'alcool pendant le processus d'impression.

Une fois que le haut de la Form Wash est fermé et que l'utilisateur lance un lavage en appuyant sur un bouton en bas, la machine barattera l'alcool, rinçant l'objet. Lorsque le cycle de rinçage de 20 minutes est terminé, l'utilisateur peut retirer l'objet et le placer dans la Form Cure. L'appareil chauffe l'objet à 140 degrés F, puis le durcit à la lumière UV, un processus qui prend environ une heure.

La configuration de la Form 3+ est simple, du moins en principe. Vous attachez la plaque de construction à son bras, ce qui se fait en tirant un levier vers le haut, en faisant glisser la plaque en place, puis en appuyant sur le levier. Ensuite, branchez l'imprimante et allumez-la. Ensuite, appuyez sur l'icône de l'imprimante en haut à gauche de l'écran LCD et vous verrez un schéma de l'imprimante indiquant l'état de la cartouche de résine, de la plate-forme de fabrication et du réservoir de résine.

Le réservoir de résine est livré dans un plateau, avec un couvercle fait du même polymère orange opaque aux UV que le capot de l'imprimante. Pour l'installer, vous ouvrez le capot, retirez le réservoir de son bac et enlevez le couvercle, puis insérez le bac dans la partie inférieure de l'imprimante, en le travaillant vers l'arrière jusqu'à ce qu'il s'enclenche. Vous installez ensuite la barre de mixage (qui brasse la résine) sur son chariot sur le bord gauche de la cuve.

Enfin, vous prenez une cartouche de résine et la placez dans le réceptacle de la cartouche à l'arrière de l'imprimante, en ouvrant la valve supérieure en appuyant dessus (comme vous le feriez pour la valve pressable que l'on trouve sur les bouteilles de shampoing). Si tout est en ordre, la cartouche, la plate-forme et le réservoir sur l'écran LCD s'allumeront en bleu.

La Form 3+ peut se connecter directement à un ordinateur via USB, ou sur un réseau via Wi-Fi ou Ethernet. J'ai fait tous mes tests d'impression depuis mon ordinateur via Wi-Fi. Pour connecter l'imprimante au Wi-Fi, vous identifiez votre réseau (le même que celui sur lequel se trouve votre ordinateur) dans la liste des réseaux disponibles accessible via les paramètres de l'imprimante, et entrez son mot de passe, qu'elle enregistrera.

Pour préparer un objet pour l'impression, vous l'ouvrez dans PreForm, le logiciel d'impression 3D de l'entreprise, disponible en téléchargement gratuit. Son fonctionnement est similaire à Ultimaker Cura et à d'autres programmes d'impression 3D que vous avez pu utiliser. Vous chargez un fichier (au format STL ou OBJ) et l'objet sera rendu dans la zone de construction virtuelle à l'écran. Vous pouvez le déplacer, le redimensionner et le dupliquer ; changer son orientation; et corrige automatiquement les problèmes qu'il identifie.

Il peut vous demander d'ajouter des supports pour maintenir l'objet stable et bien formé pendant l'impression. Vous pouvez ajouter un radeau complet au bas de l'impression, ou des mini radeaux autour de chaque support. Vous pouvez cliquer sur le menu Configuration du travail pour sélectionner l'imprimante et vous assurer que son type de résine, sa résolution et d'autres paramètres sont corrects. Lorsque vous êtes satisfait que tout est en ordre, appuyez sur l'icône de l'imprimante dans le menu vertical sur le bord gauche de l'écran pour envoyer l'impression à l'imprimante, puis lancer l'impression.

C'est du moins ainsi que l'imprimante fonctionne en théorie. D'après mon expérience, divers problèmes sont apparus en cours de route. Pour commencer, le plateau n'identifiait pas la cartouche, et vice-versa. J'ai envoyé un e-mail à notre contact Formlabs, qui m'a fait savoir que notre unité de test est livrée avec un contrat de service d'un an, qui comprend un représentant donnant une introduction de 45 minutes à la Form 3+. J'ai donc profité de l'introduction, qui a été utile - en plus d'avoir un bon aperçu, j'ai pu poser diverses questions liées à l'imprimante.

J'ai également fait deux appels à la ligne de service de l'entreprise, qui ont été tout aussi utiles. Par exemple, en ce qui concerne l'apparente incompatibilité cartouche-réservoir, j'ai découvert qu'un réservoir est associé à la cartouche avec laquelle il est utilisé pour la première fois (bien qu'il puisse être reprogrammé). Cela a du sens dans la mesure où vous ne voulez pas mélanger accidentellement des types de résine, mais c'est vrai avant même que la résine n'ait été versée dans le réservoir. Ceci est aggravé par le fait que le réservoir et la cartouche doivent chacun établir une connexion électrique avec l'imprimante, et la connexion du réservoir en particulier s'est avérée fragile ; il a fallu plusieurs tentatives jusqu'à ce qu'il soit correctement assis, et un peu plus de force que j'aurais appliqué si on ne m'avait pas dit que cela pourrait être nécessaire.

Un autre problème était de remplir le réservoir pendant le processus d'amorçage lors de la préparation de la première impression. On m'a dit que je gagnerais beaucoup de temps si je versais manuellement de la résine dans le réservoir après avoir retiré la cartouche de sa baie à l'arrière de l'imprimante, et une fois que la résine a atteint un certain niveau, réinstallant la cartouche. Bien que j'aie fait cela, la résine ne coulait toujours pas de la cartouche réinstallée. Après un autre appel à la ligne d'assistance, j'ai secoué la cartouche (plus vigoureusement que lors de la configuration initiale), manipulé une valve sur le dessous de la cartouche et agité la résine (avec une baguette). Maintenant, le réservoir s'est rempli, mais très lentement. J'ai découvert que cette résine rigide 10K particulière était difficile à travailler, car elle contient des particules de verre, qui contribuent à sa rigidité mais aussi à sa viscosité. J'ai secoué et agité à nouveau le réservoir, et j'ai pressé la valve inférieure, et cette fois j'ai pu imprimer avec. Je suis rapidement passé (à l'aide d'un autre réservoir) au brouillon de résine.

Formlabs vend une variété de résines dans des bouteilles d'un litre pour la Form 3+, dont le prix varie de 149 $ à 299 $. (Les autres résines, telles que les résines biomédicales, ne conviennent pas à cette imprimante.) La sélection des résines appropriées pour votre travail est une tâche sur laquelle vous voudrez faire vos recherches et peut-être parler à un représentant de l'entreprise avant d'acheter.

Un autre problème que j'ai rencontré était la difficulté à retirer les impressions terminées de la plaque de construction, même en utilisant l'outil de grattage fourni pour essayer de les soulever. J'ai trouvé des pointeurs pour faciliter le retrait d'objets de la plaque de construction dans les ressources d'aide en ligne de Formlabs. Ironiquement, le chauffage et le refroidissement de l'objet et de la plaque de construction figuraient sur la liste. Des deux, mettre l'objet et la plaque de construction dans le congélateur (après les avoir ensachés, pour protéger tout aliment de la résine légèrement toxique) pendant quelques heures semblait fonctionner le mieux. Nous n'avons pas eu l'occasion de tester la Build Platform 2 de Formlabs (un accessoire à 229 $), qui vous permet de fléchir une tôle qui recouvre la plate-forme. Cela permet aux utilisateurs de supprimer rapidement et facilement des objets de la plate-forme sans outils, selon Formlabs.

Un autre problème connexe concernait le bon type de radeau et de supports, à la lumière du fait que retirer l'impression de la plaque de construction peut ne pas être une tâche facile. Bien que les supports puissent généralement être facilement coupés et/ou retirés de l'impression, si le radeau se casse pendant que vous essayez de le retirer de la plaque, les supports qui y sont attachés peuvent être tordus dans une direction inattendue, cassant potentiellement des parties délicates comme une jambe de l'atterrisseur lunaire illustré ci-dessus - j'ai laissé les supports attachés à cette impression pour montrer quel fourré ils peuvent créer. C'est plus un problème avec les gros objets qu'avec les petits qui ont relativement peu de supports.

Au total, j'ai imprimé neuf objets de test, sept en utilisant de la résine grise et deux avec de la résine blanche 10K Rigid, et tous à une hauteur de couche de 100 microns. Il n'y avait pas de fautes d'impression. Une fois qu'une impression était lancée, elle se poursuivait jusqu'à son achèvement.

L'un des objets que nous utilisons pour les tests d'imprimantes 3D contient du texte et des formes géométriques qui sont rendus sur une surface fortement inclinée. Il s'est avéré exceptionnellement bien. Les formes et le texte étaient bien formés, et bien qu'il ait semblé qu'un calque avait été sauté à deux endroits, cela n'était apparent que lorsque je l'ai regardé de près.

J'avais initialement imprimé le même objet en utilisant des supports et un radeau complet, mais j'ai estimé que la présence de supports interférait avec l'objectif du test, et le retrait des supports cassait certains des détails les plus fins de l'impression. J'ai réimprimé l'objet sans supports ni radeau ; de tels accessoires se sont avérés superflus tant la qualité de la réimpression était magnifique. Certains objets, cependant, nécessitent des supports, et la maîtrise de leur utilisation est un processus d'apprentissage.

Même un imprimé Grogu (bébé Yoda) s'est avéré étonnamment bien. Alors que les impressions plus grandes que nous avons produites à l'aide d'imprimantes 3D à base de filaments ont souvent des doigts et des oreilles mal formés, l'impression Formlabs Grogu était presque parfaite malgré sa petite taille.

J'ai également imprimé plusieurs autres petits objets avec des supports; ils étaient assez faciles à clipser et le ponçage en enlevait toute trace réelle.

Les premières imprimantes 3D stéréolithographiques étaient d'énormes engins coûtant dans la fourchette à cinq ou six chiffres. Mais Formlabs a été à l'avant-garde de la création d'imprimantes SLA de bureau de qualité professionnelle relativement abordables. La Form 3+ prend en charge un flux de travail d'impression 3D SLA à faible force presque prêt à l'emploi, bien que vous deviez acheter la résine et quelques extras tels que du papier de verre séparément. De plus, il a produit des impressions de haute qualité lors des tests.

Cependant, ne vous attendez pas à ce que tout fonctionne correctement dès le départ. Vous devrez peut-être passer plusieurs appels aux représentants de l'assistance téléphonique de l'entreprise, que nous avons trouvés utiles dans l'ensemble. Maîtriser ce produit puissant mais complexe prend un certain temps - nous aurions facilement pu passer quelques semaines de plus à le tester - mais les résultats en valent la peine.

La Formlabs Form 3+ est une imprimante 3D stéréolithographique de qualité professionnelle qui peut imprimer des objets magnifiquement détaillés, mais maîtriser son utilisation peut être un défi.

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