A sublimation Laser 3D. Jonathan Debaise Yoni Renous Servane Beghin Cours de structure des ordinateurs et réseaux

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Gisèle Beaudet
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1 A sublimation Laser 3D Jonathan Debaise Yoni Renous Servane Beghin Cours de structure des ordinateurs et réseaux

2 1914 : Première imprimante Impression à impact

4 1) Qu est-ce que la sublimation? Un phénomène physique. Le passage d une matière de l état de solide à celui de gaz sous l effet d une forte chaleur sans étape liquide.

5 Deux procédés d impression thermique en découlent L impression par sublimation D2T2 (Dye Diffusion Thermal Transfer) Dye-diffusion printing Le transfert par sublimation Thermal dye sublimation Dye Sub TDT (Thermal Dye Transfer)

Transfer) Dye-diffusion printing Le transfert par

6 2) Processus d impression a) Imprimante à sublimation Impressions commerciales de haute qualité Sécurité (documents d identité, cartes, badges) Imagerie médicale Développement photos numériques Image en RVB 3 couches CMJ Cyan, Magenta, Jaune Envoyées l une à la suite de l autre à la tête d impression.

badges) Imagerie médicale Développement photos numériques Image en RVB 3

La tête d impression Résistances (points chauffants) Résolution fixe de 300dpi (300 résistance/inch) Température moyenne : 200 C 256 niveaux de chaleurs :

7 La tête d impression Résistances (points chauffants) Résolution fixe de 300dpi (300 résistance/inch) Température moyenne : 200 C 256 niveaux de chaleurs : 16,7 millions de couleurs Chaleur ++ Encre ++ Couleur finale ++ Capacité refroidissement vitesse d impression

16,7 millions de couleurs Chaleur ++ Encre ++ Couleur finale ++ Capacité

8 L encre Ruban encreur en cellophane Couche résistante à la chaleur Subcoat éviter «back diffusion» Face encrée Colorants for Non-Textile Applications, H.S. Freeman, A.T. Peters. Elsevier, 2000

9 3 zones de couleurs + 1 couche protectrice CMJO (Overcoating recouvrement) Noir : superposition des 3 couleurs Nombre de tirages fixé à l avance

10 Le papier / support Vendu en kit pour les imprimantes de bureau Supports spécifiques (ex : badges, posters, ) Couche réceptive en polymère : recevra l encre Couche de séparation (release layer) : éviter fusion entre ruban encreur et le support Colorants for Non-Textile Applications, H.S. Freeman, A.T. Peters. Elsevier, 2000

encre Couche de séparation (release layer) : éviter fusion entre ruban encreur et

11 L impression Tête d impression ruban encreur support Chaleur sublimation de la cire refroidissement Ligne par ligne 3 passages + 1 à chaleur constante +/- 1 minute pour une photo Tout de suite manipulable

1 à chaleur constante +/- 1 minute pour une photo Tout de suite

12 3 négatifs en couleurs 1 point vu à l écran 1 point imprimé «Blending» vs Dithering (tramage) Tons continus

13 b) Transfert par sublimation Méthode d impression indirecte Multitude de supports publicité, cadeaux perso

14 Le colorant (Dye) Particules solides en suspension dans un liquide Appliquée par imprimante jet d encre Le papier Papier transfert Image imprimée à l envers. Couleurs non définitives

15 Le support Colorant ne s allie qu à des polymères. Supports synthétiques Autres supports + spray polymérisant Céramique, métal, verre, textile, Idéalement blanc

La presse à chaud Différents supports Différentes presses http://www.toolsblvd.

16 La presse à chaud Différents supports Différentes presses

com/hpn-digital-mug-cup-heat-presstransfer-machine.

17 Le transfert Papier imprimé apposé sur l objet A la presse 3 paramètres : pression, température, durée T : 200 C Pression et durée : selon support Pas une science exacte! Particules de teinture se transforment en gaz + les pores du polymère se dilatent Gaz y pénètre. Une fois le support retiré de la presse : enlevé le papier rapidement. Température de l objet baisse pores se referment, emprisonnant durablement les molécules des couleurs également redevenues solides. Le colorant fait partie intégrante du support qui peut être lavé sans que le design ne se détériore.

Une fois le support retiré de la presse : enlevé le papier rapidement.

18 3) Petite note d Histoire Imprimante à sublimation 1981 : caméra et imprimante Sony NIP (Non Impact Process) Commercialisation : années Aujourd hui imprimante de bureau pour de

Commercialisation : années 80-90 Aujourd hui imprimante de

19 Transfert par sublimation 1957 : découverte du procédé par Noël de Plasse Années 70 : 1ères utilisation apd numérique Adaptation de l encre aux imprimantes de bureau

20 3) Avantages et inconvénients Imprimante à sublimation Qualité d impression. Rendu naturel Directement manipulable. Résistant Processus simple et propre Longévité de l imprimante Coût facilement calculable Coût élevé. Ecart de qualité négligeable Sensibilité de l imprimante à la poussière Choix support restreint Gaspillage important d encre Sécurité

Résistant Processus simple et propre Longévité de l imprimante Coût facilement

21 Transfert par sublimation Simple et efficace Multitude de supports Impression sur toute la surface Durabilité Processus long Attention aux plis dans les supports textiles KO supports 100% naturels KO supports trop foncés

23 La première imprimante laser Commercialisée par IBM, modèle 3800 Mise sur le marché en DPI

24 1) Les composants Dessin de Yoni

25 2) Le fonctionnement Etape 1 : le nettoyage Dessin de Yoni

26 Etape 2 : le conditionnement Dessin de Yoni

27 Etape 3 : l insolation Dessin de Yoni

28 Etape 4 : le développement Dessin de Yoni

29 Etape 5 : le transfert Dessin de Yoni

30 Etape 6 : la fixation Dessin de Yoni

31 Tadaaaa! Dessin de Yoni

32 3) Avantages et inconvénients Economique Rapide Bonne résolution Incompatible avec les papiers plastiques

34 1) Introduction L impression tridimensionnelle développée dans le dernier quart du XXe siècle par et pour l industrie. Se base sur la fabrication additive. Son application ne cesse de croître, au fur et à mesure des progrès réalisés

35 Imprimante 3D type

36 2) Fonctionnement Principe de la découpe de l'objet virtuel 3D en tranches de matières très fines fixées les unes sur les autres, jusqu à reconstitution de l objet en 3D. Il faut donc avant tout, posséder ou un créer un plan en 3D, au format.stl ou.obj. Converti au format.gcod, lisible par le firmware de l imprimante. Ce qui lui permet réaliser les mouvements de construction de l objet.

37 Un procédé de «couche par couche» subdivisé en 3 catégories, suivant la matière utilisée et la façon dont elle est traitée Le dépôt de matière La solidification par la lumière L agglomération par collage

a) Le dépôt de matière «Fused Deposition Modeling» inventé et déposé par Stratasys Fondre un fil de matière (plastique) à travers une buse, («extrudeur»), chauffée

38 a) Le dépôt de matière «Fused Deposition Modeling» inventé et déposé par Stratasys Fondre un fil de matière (plastique) à travers une buse, («extrudeur»), chauffée entre 160 et 270 C. En sort un plus petit fil en fusion, déposé et collé en ligne sur le support de réception. Etc jusqu à objet fini.

39 b) La solidification par la lumière «stéréolithographie apparatus» Solidifier un liquide qui réagit à la lumière (photosensible) 3 parties principales : réservoir (contient la résine), une plateforme mobile et une source de rayonnement UV. En sort un plus petit fil en fusion, déposé et collé en ligne sur le support de réception. Etc jusqu à objet fini. Le laser façonne et solidifie une première couche. La plateforme descend dans le réservoir, récupérer la résine, etc jusqu à objet fini.

c) L agglomération par collage «3DP» (three dimensions printing) Une couche de poudre qui repose sur une plateforme. On y dépose de fine gouttes de glue colorée.

41 c) L agglomération par collage «3DP» (three dimensions printing) Une couche de poudre qui repose sur une plateforme. On y dépose de fine gouttes de glue colorée. La plateforme se déplace et s abaisse au fur et à mesure de la construction de couche de poudre. Etc jusqu à objet fini. Nettoyer la pièce et le reste de poudre et la chauffer.

42 3) Matériaux Le plastique : premier matériau utilisé Métal, ou tout matériau pouvant être fondu. ex : verre, inox, céramique et même la nourriture! Mais les plus utilisés sont tous de mêmes les plastiques (l ABS, le PLA, la poudre de polyamide,la résine liquide, ) et les métaux (le fer, l acier, l or, l argent, ).

43 4) Avantages et inconvénients Limite le gaspillage de matière Imprimer à la demande évite de devoir faire plusieurs impressions et facilite la réparation d une pièce spécifique La conception assistée par ordinateur permet une précision au 10ème de millimètre Les imprimantes 3D les plus accessibles : limitées en taille de construction et matériaux. (plastique de type PLA ou ABS) Pour d autres matériaux 2000 min Emission de nanoparticules, production de pièces métalliques nocives pour la santé si mal nettoyées. Pas toujours aisé pour le particulier d utiliser les logiciels de modélisation 3D Résidus post-impression peu écologiques

44 5) Prix Dépendent surtout de la gamme visée, et de l utilisation souhaitée. Machines professionnelles : entre et (du bas de gamme au haut de gamme), Impriment bien sûr sur la plupart des matériaux possibles. Machines pour particuliers : àpd 400 pour le bas de gamme Peu fiables et n impriment que sur du plastique. Pour imprimer sur une autre matière, il faudra compter sur le haut de gamme, à partir de 2000.

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