Les films d’impression 3D ….

Les films d’impression 3D ….
Cet article compare les films FEP, PFA et ACF utilisés dans l’impression SLA avec LCD, en se concentrant sur les avantages et inconvénients de chacun en termes de vitesse, durabilité et qualité d’impression. La conclusion souligne que les bénéfices des films plus récents comme l’ACF sont minimes, et leur coût plus élevé ne se justifie pas.

Bonjour toutes et tous, Aujourd’hui, je vous propose de parler des films d’impression 3D ou de libération (Release film en anglais), et de vous donner mon avis qui n’engage que moi !
Au début de l’impression SLA avec LCD, les premières imprimantes étaient équipées avec un film FEP – pour fluorinated ethylene propylene – soit un film de fluoropolymères dérivé du téflon.

Formule du FEP (source: https://en.wikipedia.org/wiki/Fluorinated_ethylene_propylene )

Les constructeurs, pour gagner en vitesse, sont ensuite passés sur du NFEP ou PFA (pour PerFluoroAlkoxy), avec la promesse d’aller plus vite, de durer plus longtemps et d’avoir un taux de réussite plus important (comprendre moins d’échecs…)

Formule du PFA (source: https://en.wikipedia.org/wiki/Perfluoroalkoxy_alkane

Dans les faits, ce n’est pas faux, techniquement, le FEP est plus souple, a une résistance plus faible à la chaleur et une résistance à la traction un peu plus faible que le PFA.

Dans les faits, rien de bien concret, la différence n’est pas faramineuse entre les 2, d’autant que l’absorption lumineuse est légèrement supérieure pour le PFA, les constructeurs triche alors sur l’épaisseur du support… 0.15mm pour le film FEP vs 0.127mm pour le PFA…
La différence d’épaisseur permet de compenser les quelques % de temps qu’il faudrait ajouter avec du PFA!
Et la vitesse plus élevée s’obtient en jouant sur la distance de relevage:

Le NFEP/PFA étant plus rigide et se décollant un peu plus facilement que le FEP, on peut gagner un peu sur la distance de relevage (suivant la taille du plateau, àça peut aller de 1 à 3mm environ) et sur la vitesse pour gagner du temps… mais on est loin de diminuer le temps total par 2 ou par 3…!!!

Et avec les imprimantes récentes, l’industrie de la résine (phrozen en tête) nous a récemment refait le coup en sortant du chapeau un nouveau film.. l’ACF!
Avec la promesse d’aller encore plus vite, plus haut… plus…
Si si, mi-2023, certains parlaient d’imprimer jusqu’à 6 fois plus vite!! 150mm/h au bas mot!

Alors l’ACF (Active Composite film pour reprendre la dénomination initriale de Phrozen) est il le miracle annoncé?
Pour faire simple, l’ACF, c’est un PFA enduit d’une couche supplémentaire permettant de le rigidifier un petit peu plus et de le rendre encore un peu moins adhérent…<

ACF vs NFEP vs FEP

FEP au milieu / ACF à gauche / PFA à droite

Pour comparer, j’ai utilisé ma fidèle ANYCUBIC M3 PLUS, équipée à l’origine d’un FEP.
Celui-ci vieillissant, je profite d’un futur passage au PFA, ayant un rouleau sous la main, pour faire ce test.
Et j’ai récemment reçu l’acquisition d’une ANYCUBIC M5S, équipé d’origine ACF (Anycubic a été le premier concurrent de Phrozen en équipant la M5S d’un ACF).

Je ne préjuge pas des temps d’impression par couche, qui sont raccords avec les test RERF, le test consite à montrer que les vitesses de relevage ne dépendent “forcément” du type de film.

Le test R.E.R.F d’Anycubic permet de déterminer le temps d’impression par couche à 0.25s près, il consiste à imprimer en une seule fois 8 modèles de test, allant de 1s par couche à 2.75s .

Échec à 1s

Avec la résine ESUN utilisée, sur la M3 PLUS, je suis entre 2.25 et 2.5s.

(à noter que pour ce test, la puissance de l’éclairage est réglée à 75% de la puissance, la résine ESUN peut être utilisée à des temps par couche plus faible suivant votre imprimante ou votre configuration de slicer)
Chaque modèle est numéroté de 1 à 8. Ici,  le 7, soit 2.5s:

Pour le test, je vais imprimer avec le FEP, dans un premier temps, en utilisant 4 profils:

  • Exposition de base (6 couches) à 23s
  • Distance de levage 3mm

Et je fais varier la vitesse de levage:

  • profil 1: vitesse initiale 60mm/min sur 1mm puis 360mm/min sur 2mm
  • profil 2: vitesse initiale 120mm/min sur 1mm puis 360mm/min sur 2mm
  • profil 3: vitesse initiale 180mm/min sur 1mm puis 360mm/min sur 2mm
  • profil 4: vitesse initiale 240mm/min sur 1mm puis 360mm/min sur 2mm

Résultat des courses, c’est parfait…aucune différence…

60, 120, 180, 240mm/min… celui qui arrive à me dire lequel correspond à quelle vitesse, il est fort!

Test sur un “gros” modèle (le corps principal est plein et fait plus de 15cm), avec les paramètres du profil 4, soit 240mm/min de levée initiale:

Qui a dit qu’avec un FEP, on devait se limiter à 60mm/min?

Je procède au remplacement du FEP pour un PFA et je relance les tests…
Le PFA est sensé être plus rapide, je ne fais donc pas les tests à 60 et 120mm/min

Avec le NFEP/PFA à 180 et 240 mm/min, à moins que ce ne soit l’inverse?!

et l’ACF alors? Et bien j’ai utilisé la M5S… et le résultat est identique!

En conclusion sur les films d’impression 3D

Les fabricants d’imprimante nous vendent du rêve et des promesses?!
Clairement, en changeant de film pour passer du FEP, au PFA ou à l’ACF, vous n’allez pas gagner beaucoup de temps, en effet, un film ACF est plus épais que les autres (0,3mm) et laisse moins passer la lumière, donc le temps d’exposition par couche devra être potentiellement adapté… à la hausse!.

Les seuls moyens de gagner du temps sont:

  • de diminuer la distance de levage
    • Effectivement, c’est le point ou l’on peut gagner du temps, là ou avec le FEP ou le NFEP, on est par exemple à 3mm de levage, l’ACF permet de descendre substantiellement. Mais autant entre le FEP et le NFEP, on peut y gagner beaucoup (0.5 à 1.5mm) entre le NFEP et l’ACF c’est de l’ordre de quelques dixième de mm.. donc rien du tout au final…)
  • d’augmenter les vitesses de levage et de descente:
    • que ce soit l’un des 3 films, le test ci-dessus montre que l’on peut faire quasiment la même chose avec l’un ou l’autre, avec potentiellement un avantage pour l’ACF sur la durée?
  • de diminuer le temps d’exposition
    • le changement de film n’aura que peu d’impact (on perd même 2% à) passer à l’ACF!),: Il faut obligatoirement passer par des résines dites rapides (certaines permettent de descendre sous 1s par couche)

Donc le seul argument en faveur du film ACF serait sa plus grande résistance, qui permettrait d’imprimer plus longtemps … mais à l’usage, film ACF ou non, les imprimantes récentes vous indiqueront de changer le film au bout de x couches imprimées… donc est-ce vraiment un argument intéressant?

Est-ce que vous utilisez des résines rapides? Autre argument en faveur de l’ACF, sa compatibilité poussée avec ce type de résine…. argument commercial? d’autant que les résines dites rapides affichent un prix en conséquence!

Donc, entre FEP et PFA, les prix étant assez proches désormais, quitte à remplacer le film, oui, autant partir sur du PFA (d’autant plus en le prenant en rouleau), qui permettra de gagner du temps en réduisant la distance de levage.

Je n’imprime pas en série, donc que mon impression prenne 4h au lieu de 3h30, ça me fait ni chaud ni froid, le rapport qualité/prix est  du côté du NFEP, que l’on utilise de la résine rapide ou pas d’ailleurs!

Et le film ACF, sauf pour ceux que j’ai déjà avec la M5S, c’est non.

Peu ou pas d’avantage…et surtout 2 ou 3 fois plus cher que le PFA/NFEP… limite je préfère remplacer mon film plus souvent! Une fois mes films ACF terminés, la M5S sera équipée en PFA/NFEP. En plus de la perte de luminosité, l’ACF présente un tramage ou un relief, qui n’est pas forcément du meilleur effet sur les impressions.. (sauf à les peindre, bien évidemment!).

Note:

  • En regardant les sorties récentes, je trouve intéressant de noter qu’un constructeur comme ELEGOO, qui avait une SATURN 3 ULTRA équipée en ACF, sortent un nouveau modèle – la SATURN 4 ULTRA – en PFA.
  • En rédigeant cet article, je suis tombé sur le site du fabricant de résine AMERALABS,  qui s’est prêté à une comparaison plus poussée, je vous partage le lien:

https://ameralabs.com/blog/are-fep-alternatives-worth-it-acf-vs-nfep-vs-fep-films

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