Impression 3D silicone

L’impression 3D silicone permet de fabriquer directement des pièces souples et élastiques à partir d’un fichier 3D, sans nécessiter la réalisation préalable d’un moule.

Cette technologie est particulièrement adaptée à la réalisation de joints, soufflets, membranes, ventouses, protections, amortisseurs, préhenseurs souples et composants élastomères de formes complexes.

Elle permet d’associer les propriétés du silicone à la liberté géométrique de la fabrication additive.

Silicone ou TPU : quelle différence ?

Les pièces souples imprimées en 3D sont souvent réalisées en TPU ou TPE, qui sont des matériaux thermoplastiques flexibles.

Le silicone appartient à une autre famille de matériaux : les élastomères réticulés.

Il présente un comportement différent du TPU, notamment en termes d’élasticité, de retour à la forme, de tenue thermique et de vieillissement.

L’impression 3D silicone permet ainsi de fabriquer des pièces fonctionnelles lorsque les propriétés d’un thermoplastique flexible ne sont pas suffisantes pour l’application.

Différentes souplesses selon l’application

La formulation du silicone peut être sélectionnée en fonction du comportement recherché.

Il est ainsi possible d’étudier différentes duretés pour obtenir une pièce :

• très souple et facilement déformable ;
• élastique ;
• amortissante ;
• ou plus ferme pour une utilisation mécanique.

Le choix du matériau dépend de la fonction de la pièce, des efforts auxquels elle sera soumise et de son environnement d’utilisation.

ADDiNNOV s’appuie sur une technologie de fabrication additive de matériaux liquides, permettant notamment l’impression de silicones techniques.

La technologie envisagée repose notamment sur les solutions développées par Lynxter, fabricant français spécialisé dans l’impression 3D de matériaux liquides et élastomères.

Le silicone est déposé de manière contrôlée couche après couche afin de construire directement la géométrie de la pièce.

Cette technologie permet notamment l’impression de silicones bicomposants, ouvrant la possibilité de fabriquer des composants souples aux géométries complexes.

Préparation du fichier 3D

La géométrie de la pièce est analysée afin de vérifier sa compatibilité avec le procédé.

Les épaisseurs, formes, zones souples et éventuelles fonctions d’étanchéité peuvent être adaptées avant fabrication.

Impression 3D

Le silicone est déposé progressivement afin de construire la pièce directement à partir du modèle numérique.

Contrairement à l’impression de thermoplastiques traditionnels, le matériau est déposé sous forme liquide ou pâteuse avant sa réticulation.

Polymérisation

Le silicone réticule afin d’obtenir ses propriétés élastomères définitives.

Selon le matériau et le procédé utilisés, cette polymérisation peut avoir lieu pendant la fabrication et être complétée après impression.

Finition et contrôle

Après fabrication, la pièce est nettoyée puis contrôlée.

Selon l’application, ses dimensions, son état de surface et son comportement mécanique peuvent être vérifiés avant livraison.

Joints et étanchéité

L’impression 3D silicone permet de fabriquer des joints sur mesure, notamment lorsque la géométrie est spécifique ou que les quantités nécessaires ne justifient pas la fabrication d’un outillage.

Elle peut être particulièrement intéressante pour :

• joints de formes complexes ;
• joints de remplacement ;
• prototypes de joints ;
• petites séries ;
• joints adaptés à des équipements spécifiques.

Soufflets et membranes

La souplesse du silicone permet de réaliser des soufflets, membranes et composants déformables.

La fabrication additive permet également d’adapter localement la géométrie et l’épaisseur afin d’obtenir le comportement recherché.

Ventouses et préhenseurs souples

La robotique et l’automatisation utilisent de nombreux composants souples pour manipuler des objets.

L’impression 3D silicone permet notamment d’étudier :

• ventouses ;
• doigts souples ;
• préhenseurs ;
• interfaces de contact ;
• composants de robotique souple.

Ces solutions peuvent être personnalisées selon la forme des objets à manipuler.

Protections et amortissement

Le silicone peut être utilisé pour réaliser des composants destinés à protéger ou amortir :

• butées ;
• protections ;
• patins ;
• interfaces souples ;
• amortisseurs ;
• protections de composants fragiles.

Machines spéciales et industrie

L’impression 3D devient particulièrement intéressante lorsqu’une machine nécessite une pièce souple spécifique produite à quelques exemplaires.

Elle permet de fabriquer rapidement un composant sur mesure sans engager le coût et le délai d’un moule.

Prototypage et développement produit

Un prototype silicone permet de tester directement :

• la souplesse ;
• la déformation ;
• l’ergonomie ;
• le contact avec une autre pièce ;
• le principe d’étanchéité ;
• le fonctionnement mécanique.

La géométrie peut ensuite être modifiée et une nouvelle version fabriquée sans modification d’outillage.

Le choix dépend principalement de la géométrie et du nombre de pièces à fabriquer.

Pour des séries importantes, le moulage silicone reste généralement plus économique.

La fabrication d’un moule représente cependant un coût et un délai supplémentaires.

L’impression 3D devient donc particulièrement pertinente lorsque :

• une seule pièce est nécessaire ;
• quelques exemplaires doivent être fabriqués ;
• la géométrie évolue encore ;
• plusieurs versions doivent être testées ;
• la pièce est fortement personnalisée ;
• la géométrie est difficile à mouler ;
• le coût d’un outillage n’est pas justifié.

ADDiNNOV peut étudier chaque projet afin de déterminer le procédé le plus adapté techniquement et économiquement.

L’impression 3D silicone est particulièrement adaptée aux prototypes, pièces unitaires et petites séries.

Elle permet de réaliser :

• un premier prototype fonctionnel ;
• plusieurs variantes ;
• une série de validation ;
• des pièces de remplacement ;
• une production personnalisée ;
• une petite série destinée à une machine ou un équipement spécifique.

Lorsque les quantités deviennent plus importantes, ADDiNNOV peut également proposer une solution de moulage silicone par coulée sous vide.

Cette complémentarité permet d’utiliser le procédé le plus pertinent selon l’évolution du projet.

ADDiNNOV vous accompagne dans le développement de votre pièce :

Analyse du besoin → Choix du silicone → Optimisation CAO → Impression 3D → Polymérisation → Finition et contrôle

Notre bureau d’études peut également partir d’une pièce existante ou d’un cahier des charges afin de concevoir une pièce souple adaptée à sa fonction.

Peut-on réellement imprimer du silicone en 3D ?

Oui. Des procédés spécifiques permettent désormais d’imprimer directement des silicones liquides ou pâteux.

Contrairement à l’impression 3D FDM traditionnelle, le matériau n’est pas fondu sous forme de filament. Il est déposé de manière contrôlée puis réticulé afin d’obtenir une véritable pièce en silicone.

Quelle différence entre silicone et TPU ?

Le TPU est un thermoplastique flexible, alors que le silicone est un élastomère réticulé.

Les deux matériaux peuvent produire des pièces souples, mais leur comportement mécanique, leur tenue en température, leur vieillissement et leur résistance à l’environnement sont différents.

Le choix dépend donc des contraintes de l’application.

Peut-on imprimer un joint en silicone ?

Oui. L’impression 3D est particulièrement intéressante pour fabriquer des joints spécifiques, prototypes de joints ou petites séries, sans devoir réaliser un moule.

La géométrie, le matériau et la dureté doivent cependant être adaptés aux conditions d’utilisation et au niveau d’étanchéité recherché.

Quelles duretés de silicone peut-on imprimer ?

Plusieurs formulations de silicone peuvent être utilisées avec des duretés différentes.

Le choix de la dureté Shore dépend du comportement recherché : pièce très souple, joint, membrane, amortisseur ou composant mécanique plus ferme.

ADDiNNOV sélectionne le matériau en fonction des contraintes du projet.

Peut-on fabriquer des petites séries en silicone ?

Oui. C’est l’un des principaux intérêts de l’impression 3D silicone.

L’absence de moule permet de fabriquer une pièce, quelques exemplaires ou une petite série sans investissement préalable dans un outillage.

Chaque pièce peut également être personnalisée.

Quand faut-il choisir le moulage plutôt que l’impression 3D ?

Lorsque les quantités augmentent, la fabrication d’un moule peut devenir économiquement plus intéressante.

ADDiNNOV dispose également d’une offre de coulée sous vide, ce qui permet d’étudier le passage du prototype imprimé en 3D vers une production en petite ou moyenne série par moulage.

Peut-on remplacer une pièce en caoutchouc par du silicone imprimé en 3D ?

Dans certaines applications, oui.

Cela dépend toutefois de la fonction de la pièce, de sa dureté, de son environnement chimique, de la température, des efforts mécaniques et des certifications éventuellement nécessaires.

ADDiNNOV peut analyser la pièce existante afin d’étudier la faisabilité d’un remplacement par un silicone imprimé en 3D.

Vous recherchez :

• un joint sur mesure ;
• un soufflet ;
• une membrane ;
• une ventouse ;
• une protection souple ;
• un amortisseur ;
• un préhenseur ;
• ou une pièce élastomère de forme complexe ? 

Envoyez-nous votre fichier 3D ou votre cahier des charges.

ADDiNNOV peut étudier le matériau et le procédé les mieux adaptés à votre application, du prototype à la petite série.