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Principaux composants des imprimantes 3D de FDM

11 éléments à prendre en compte lors du choix de votre première ou de votre prochaine imprimante 3D de bureau

En connaissant les principaux composants des imprimantes 3D FDM, comment ils fonctionnent et ce dont ils sont capables, nous pouvons:

atteindre une meilleure qualité, force et vitesse,
maintenir facilement l’imprimante 3D en cas de besoin,
choisir la bonne machine pour nos besoins,
mettre à niveau et modifier des pièces pour des applications spécifiques.

VOICI TOUS LES PRINCIPAUX COMPOSANTS DES IMPRIMANTES DE BUREAU 3D À CONSIDÉRER AVANT D’ACHETER UN!
RÉSOLUTION Z – ÉPAISSEUR DE LA COUCHE

L’épaisseur de couche est l’épaisseur minimale d’un calque qu’une imprimante peut déposer en un seul passage. Plus le nombre est petit – plus lisse et plus détaillé, l’impression est plus lente. La plupart des imprimantes 3D de bureau FDM fonctionnent avec une épaisseur de couche de 0,1 mm à 0,3 mm, mais sont capables de créer des couches plus fines que 100 microns (0,1 mm). D’autre part, les imprimantes 3D SLA / DLP peuvent imprimer avec une résolution allant jusqu’à 20 microns (0,020 mm). Et certains fabricants prétendent qu’ils peuvent atteindre la précision jusqu’au spectre nanométrique du compteur. Lulzbot Taz 5/6 peut atteindre 0,065 mm soit 65 microns.

100 microns = 0,1 mm = 0,00394 pouce

Zone de construction

La zone de création est la taille maximale d’un objet que vous pouvez créer avec l’imprimante 3D. Il est mesuré en dimension XYZ. Par exemple, 8 pouces de largeur (X) par 8 pouces de profondeur (Y) par 10 pouces de hauteur – 8x8x10 pouces. Des travaux d’impression plus compliqués ou plus importants peuvent être divisés en parties plus petites que celles pouvant être combinées par la suite.

DIAMÈTRE DU FILAMENT

La plupart des imprimantes 3D FDM fonctionnent avec un diamètre de filament de 1,75 mm ou 3 mm. La tendance est de 1,75 mm, mais peu des fabricants les plus populaires se contentent de 3 mm. Les machines avec la configuration Bolden Extruder fonctionnent mieux avec 1,75 mm et les imprimantes 3D avec Direct Drive utilisent principalement 3 mm. Il y a des exceptions à ce principe. Certaines personnes préfèrent simplement l’une sur l’autre. Ou si vous possédez quelques marques d’imprimantes 3D FDM, il est plus pratique de ne conserver qu’un seul type de taille de filament.

HOT END

La Hot End est l’une des parties les plus importantes de l’imprimante 3D. C’est là que le plastique est fondu et extrudé en petites couches. Il existe de nombreux types d’extrémités chaudes disponibles sur le marché aujourd’hui.

Qu’est-ce qui est important dans une fin chaude:

  • Température d’impression maximale
  • Taille de la buse et options pour la changer
  • Refroidissement actif

 

Extrémités chaudes à base de PEEK – température maximale 230 ° C

Alors que les anciens modèles à chaud (à base de PEEK) pouvaient imprimer uniquement avec un ou deux matériaux, les nouveaux peuvent aujourd’hui être utilisés avec une variété de thermoplastiques. Les pointes chaudes à base de PEEK étaient très utilisées si elles n’étaient pas correctement entretenues et la limite de température maximale était d’environ 230 ° C.

Extrémités chaudes en métal – température maximale 320 ° C

  • Impressions avec tous les matériaux disponibles – Alors que certains matériaux de grande qualité extrudent à 230 ° C ou moins, les matériaux les plus solides et durables pour l’impression 3D (comme le nylon, le PET et le polycarbonate) sont extrudés à une température supérieure à 240 ° C.
  • Impressions plus propres – L’extrémité chaude en métal à six pans creux est dotée d’un refroidissement actif afin d’isoler la zone de fusion. Une zone de fusion plus petite signifie plus de contrôle. Par conséquent, une rétraction plus propre et moins de suintement se traduisent par une meilleure qualité d’impression globale.
  • Facile à entretenir (presque sans bourrage) – Moins de pièces et de petites dimensions le rendent presque sans bourrage et plus facile à nettoyer. Ainsi, l’accent est mis sur l’impression et non sur la réparation. Très peu d’entretien est nécessaire – principalement lors du changement entre différents types de filaments.
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AJUTAGE (nozzle)

La buse est la pointe de l’extrémité chaude où les plastiques sortent. Il doit être échangeable en cas de besoin. La taille de la buse est vraiment importante. Il varie généralement de 0,25 mm à 0,75 mm. La taille la plus commune est 0.5mm. La meilleure pratique consiste à modifier les tailles de buse en fonction de votre conception et des résultats souhaités.

Taille de la petite buse:

  • Une finition plus lisse – une buse plus petite signifie des lignes plus fines extrudées et une hauteur de couche plus petite qui donnera une pièce plus lisse et plus belle.
  • Plus de pièces de faîtage – Théoriquement, plus les lignes et plus fines conduisent à plus de couches les rendront plus solides qu’une plus grande buse, ce qui produit moins de couches. En pratique, ce n’est pas toujours le cas.
  • Des impressions plus précises – l’exactitude générale dépendra principalement de l’étalonnage de votre imprimante 3D et des paramètres de votre logiciel de découpage. Mais avec une taille de buse plus petite, vous devriez pouvoir vous rapprocher des dimensions parfaites de votre modèle.
  • Des impressions plus détaillées – au cas où votre conception comporterait de nombreuses petites fonctionnalités et que vous souhaitiez les mettre en valeur, vous souhaiterez certainement réduire la taille de la buse.

Bigger Nozzle Size:

  • Impression plus rapide – une plus grande buse donnera des cordes plus épaisses et réduira le nombre de couches. Par conséquent, l’imprimante 3D effectuera moins de mouvements et le temps d’impression 3D diminuera considérablement.
  • Meilleure adhérence de la première couche – en raison de l’épaisseur des cordes (largeur d’extrusion plus grande), le plastique peut davantage adhérer au lit pour la couche de repos.
  • Moins de supports (dans certains cas) – Les grosses buses peuvent mieux gérer les porte-à-faux que les petites tailles de buses car le rapport entre la hauteur de la couche et la largeur de l’extrusion est plus grand. Mais cela dépendra de la hauteur de votre couche, où la couche précédente a une plus grande surface pour supporter la couche suivante.
  • Meilleure fiabilité – Théoriquement, il ne devrait y avoir aucune différence, mais pratiquement il y en a! Plus la buse est grande, plus l’impression 3D est rapide et plus les erreurs sont importantes, plus le taux de réussite est élevé. Par exemple, le diamètre des filaments présente certaines variations et avec une buse plus petite, cela peut provoquer une surextrusion qui entraînera un problème de coincement ou de sous-extrusion qui affaiblira la liaison entre les couches, ce qui est extrêmement important pour les pièces .

EXTRUDER

L’extrudeuse est la partie qui alimente le filament jusqu’à l’extrémité chaude. Il existe deux types d’extrudeurs différents. C’est une conversation sortante que l’on est mieux. Comme la plupart des choses que certaines personnes préfèrent l’une sur l’autre!

Direct

Lorsque le filament est alimenté directement à l’extrémité chaude par la broche du moteur. Avec ce mécanisme, l’extrudeuse est montée sur l’extrémité chaude. Il permet un contrôle plus fin de l’extrusion et est plus facile à utiliser.

Bowden

Lorsque le filament est alimenté à une certaine distance de l’extrémité chaude (l’extrudeuse est physiquement séparée de l’extrémité chaude). La différence est que le filament doit parcourir une distance jusqu’à ce qu’il atteigne l’extrémité chaude à travers un tube. Ce type de mécanisme réduit le poids et permet des mouvements plus rapides et moins de vibrations. En théorie, il faut produire des impressions plus précises à plus grande vitesse, car il y a moins de temps à surmonter pour changer de direction. Il est plus difficile d’imprimer certains filaments comme Flexible. En raison de la distance qui l’écoule, la rétraction n’est pas aussi efficace. Les extrudeuses Bowden nécessitent un meilleur étalonnage de l’extrusion et de la rétraction

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VENTILATEUR

Le ventilateur joue un rôle très important dans le processus d’impression 3D et c’est une fonctionnalité indispensable. Tous les supports d’impression 3D ne nécessitent pas de refroidissement actif, mais ils sont vraiment bénéfiques pour la plupart des impressions 3D. Certaines machines n’utilisent qu’un seul ventilateur, tandis que d’autres peuvent en avoir jusqu’à 3. Le ventilateur de refroidissement améliore considérablement les fonctionnalités de surplomb, rend les bords tranchants nets et offre de bonnes capacités de pontage.

Il est important de comprendre que tous les ventilateurs de refroidissement ne sont pas identiques. Certaines machines utilisent un 25mm, d’autres – 40mm. Certains ventilateurs sont conçus pour souffler dans la zone d’extrémité chaude, certains sont concentrés à l’extrémité de la buse et d’autres ont des conduits de forme différente.

Lit chauffé

Un lit chauffant est requis pour tous les filaments d’extrusion à haute température tels que l’ABS, le HIPS, le polycarbonate et le nylon. Il est très bénéfique pour presque tous les matériaux. Il gardera le plastique au chaud pendant le processus d’impression et l’empêchera de se déformer. En outre, cela assurera une meilleure adhérence entre les couches, ce qui se traduira par une meilleure intégrité structurelle des pièces imprimées. Le lit chauffant est crucial pour la première couche afin de garantir un bon niveau de fondation. La température sera généralement comprise entre 40 ° C et 110 ° C et ce n’est pas une zone où les doigts se touchent!

Les lits non chauffés ne peuvent fonctionner qu’avec des plastiques à base de PLA et des TPU, qui ont moins tendance à se déformer pendant le refroidissement. Habituellement, le lit est recouvert de ruban adhésif PEI, PET ou Painters auquel le matériau adhère.

SURFACE DE LIT IMPRIMÉ

  • Ruban bleu (ruban de peintres) – fonctionne bien avec PLA et NinjaFlex. Il est obsolète et de meilleures alternatives sont disponibles.
  • Ruban PET 3M – fonctionne bien mieux que le ruban bleu, un GOO GLUE doit être appliqué pour que les impressions adhèrent. (GOO GLUE – EST UN SOLVANT D’ACETONE ET DE PLASTIQUE ABS). Le ruban PET est facile à remplacer et moins cher que les autres solutions.
  • Ruban PEI 3M – Fonctionne très bien avec les matériaux les plus courants, pas besoin de solvants ni de colle. A une durée de vie plus longue que la plupart des surfaces d’impression disponibles. C’est relativement cher par rapport aux autres alternatives. Les rubans PEI sont très faciles à entretenir – nettoyez-les avec de l’alcool à base de caoutchouc ou appliquez simplement de la colle «school» PVA pour que tout soit fait!

 

AFFICHAGE LCD

Le contrôleur d’affichage LCD vous permet d’imprimer en 3D sans avoir besoin d’un ordinateur connecté ou d’un hôte logiciel tel que Cura. Il faut une carte SD pour lire les instructions du code G. L’affichage permet une utilisation plus efficace de l’espace et libère votre ordinateur pour d’autres tâches. Il est parfait pour l’impression quotidienne et sera utilisé dans la majorité de vos travaux d’impression.

EXTRUDEURS MULTIPLES

Avec plusieurs extrudeuses, vous pouvez imprimer en plusieurs couleurs ou matériaux simultanément en attribuant une couleur ou un matériau spécifique à chaque extrudeuse. Certaines imprimantes peuvent être mises à niveau de simple à plusieurs extrudeuses, certaines ne le peuvent pas. Le plus grand avantage des extrudeuses multiples est que lorsque vous imprimez, vous pouvez définir vos structures de support avec un matériau différent qui peut être dissous dans de l’eau ou un autre type de solvant, en fonction des matériaux utilisés!

 

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