Imprimantes 3D

Test: l’Apium P220, une imprimante 3D polymère industrielle performante et performante

le Apium P220 est une imprimante 3D industrielle recommandée pour une utilisation avec des polymères haute performance tels que le PEEK, le PEEK renforcé de fibre de carbone, le POM-C, le PVDF et le PEI 9085. Une sortie de pièce fonctionnelle, robuste et très résistante, le système a été un précurseur pour l’Allemagne. Apium Additive Technologies GmbH depuis début 2017.

Lors d’une visite à Heidelberger Druckmaschinen AG, Partenaire de production d’Apium, les ingénieurs de l’industrie de l’impression 3D ont évalué les capacités de cette imprimante 3D industrielle compacte, identifiant l’expertise de l’entreprise travaillant avec des polymères à haute température.

Configuration et formation Apium P220

À l’achat d’une imprimante 3D Apium P220, les clients ont le choix entre deux niveaux de formation pour se familiariser avec le système et l’impression 3D avec du PEEK / d’autres polymères hautes performances. Dans la formation de base, le client suit un cours d’une journée avec l’équipe Apium et la formation avancée s’étend sur deux jours. Compte tenu de la possibilité de comparer les deux options, notre équipe d’ingénierie recommande une formation avancée, la formation de base pouvant peut-être mieux servir les spécialistes PEEK ou les équipes déjà en possession d’une imprimante 3D polymère haute performance.

Une grande partie de la formation d’Apium se concentre sur la conception pour la fabrication additive (DfAM), en particulier lors de l’utilisation de ces matériaux haut de gamme. Il répond également aux défis de l’impression 3D de ces polymères exigeants. La formation Slicer est effectuée dans Simplify3D.

Pour la formation postérieure – l’Apium P220 est pris en charge par un manuel d’instructions clair, complet avec une liste de FAQ, des recommandations de maintenance et de dépannage courant.

Comme la P220 était déjà installée à notre arrivée sur le site de production, on nous a donné à la place une démo de la configuration de la machine. Les clients sont guidés tout au long du processus sur l’écran de l’imprimante 3D. Chaque étape est expliquée clairement et facile à suivre. La configuration WiFi à l’aide d’un numéro de série a fonctionné de manière transparente. La sélection des matériaux et le processus de chargement étaient également faciles à comprendre.

Le nivellement du lit sur le P220 est actuellement un processus semi-automatisé. Avec 3 positions enregistrées, les utilisateurs peuvent régler manuellement la hauteur du lit à l’aide de 3 boutons, guidés à nouveau par l’écran de l’imprimante 3D et les points pertinents du manuel d’utilisation. L’entreprise recommande au client de répéter ce processus deux à trois fois pour obtenir le positionnement optimal. Naturellement, cela prend beaucoup de temps, mais c’est une petite dépense pour se préparer à travailler avec des matériaux aussi difficiles.

Premières impressions

La plaque construite sur l’Apium P220 est soutenue par une tige filetée de qualité industrielle et deux guides linéaires, et l’axe XY est robuste. Les deux fonctionnalités sont conçues pour la précision. La robustesse du système est également remarquable compte tenu du poids supplémentaire sur l’extrémité chaude du système de chauffage adaptatif intégré de la machine. Nous supposons que le poids est en partie compensé par le système d’extrusion de type bowden.

Lorsqu’elle est active, l’imprimante 3D est très silencieuse et a un minimum de vibrations. La chambre de fabrication est bien isolée, y compris le verre sur la porte, ce qui est très bon pour la sécurité.

Bien que la formation sur les trancheurs soit dispensée dans Simplify3D, les clients sont libres d’utiliser leur logiciel de tranchage préféré pour préparer les impressions. En règle générale, le système utilise des entrées de fichier .stl et .gcode alimentées via USB ou à l’aide d’une application Web. En plus du contrôle Wi-Fi, l’Apium P220 peut être connecté via WLAN et Ethernet. Le processus de connexion pour cela est très simple.

Impression 3D PEEK sur l’Apium P220

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Le volume d’impression de l’Apium P220 est de 205 x 155 x 148 mm. Pour vérifier les limites du lit, le premier test a été imprimé en 3D sur quatre petits carrés dans chaque coin du lit et un cylindre de 148 mm de hauteur. Chacune de ces pièces a été réalisée à notre satisfaction et a montré que le système est apte à l’impression 3D de pièces géométriques simples.

Test du cylindre 148 mm sur l'Apium P220

Augmentant la complexité, le deuxième objet que l’équipe a choisi d’imprimer était un test de torture d’imprimante 3D. Un carré de 100 x 100 mm, le test de torture est imprimé sans support. Une fois refroidi, et toujours attaché à la plaque de construction, nous avons observé un léger gauchissement aux quatre coins de la pièce. Cela n’est pas surprenant car le PEEK est réputé pour son gauchissement.

Vue de côté, test de torture d'imprimante 3D en PEEK, avec légère déformation.

Malheureusement, l ‘«arbre» ​​central utilisé sur le bureau des imprimantes 3D FDM comme démonstration de l’effet «poilu» s’est cassé lors de ce test, et ses branches ont contaminé le reste de l’impression. Il convient de noter ici que cet artefact de test et les pièces ultérieures essayées par les ingénieurs ont été spécialement conçues pour les tests FFF de matériaux de base comme l’ABS et le PLA plutôt que cette qualité de polymère. L’impression 3D PEEK, en particulier, a des exigences différentes pour des impressions 3D réussies.

Beaucoup des plus petites caractéristiques de cette plaque dépassaient également la précision du PEEK imprimé en 3D, de sorte que certaines défaillances ont été prises en compte, telles que le cylindre de 2 mm et le sommet d’une pyramide. Les objets qui entraient dans la gamme du P220 pour l’impression 3D PEEK, c’est-à-dire les piliers qui basculent progressivement au centre de la plaque et la pyramide empilée (photo en bas à gauche sur la photo ci-dessous) imprimés en 3D très bien.

Test de torture d'imprimante 3D, PEEK.  A noter: remontage progressif des piliers au centre de l'assiette, et pyramide empilée en bas à gauche.

Une fois retirés du lit, nous avons également constaté que le bord du carré d’essai était très bien imprimé. La demi-sphère, la pyramide et la rivière sont imprimées avec précision et la charnière de la pièce se déplace selon les besoins, démontrant à nouveau une très bonne précision géométrique.

Des structures de support adéquates, comme détaillé dans la formation avancée d’Apium, auraient résolu le problème de cette impression de test avec le pontage et le gauchissement.

Confirmant davantage le besoin d’optimisation des pièces et prouvant à quel point il est difficile d’imprimer en 3D à l’aide du PEEK, les micro-fonctionnalités d’un échantillon de petits engrenages que nous avons testés sur l’imprimante 3D ont également échoué. Des engrenages fonctionnels plus grands, d’environ 5 cm de diamètre, ont été parfaitement réalisés.

En utilisant le paramètre d’impression directe sur l’Apium P220, une fonctionnalité utilisée uniquement pour les impressions 3D simples, l’équipe a également réussi à imprimer en 3D un capuchon d’objectif de remplacement pour un appareil photo. Le logiciel a découpé la pièce en moins de 10 secondes et le .gcode a été créé et enregistré dans la mémoire de l’imprimante. Pour la partie choisie, l’impression directe a très bien fonctionné et est une fonctionnalité bienvenue lorsque vous avez besoin d’un objet simple et rapide.

Bouchon d'objectif de l'appareil photo imprimé en 3D en PEEK à l'aide des paramètres d'impression directe.

Après plusieurs impressions 3D PEEK à 480 ° C, la structure de nos pièces de test est restée solide sans aucun signe de faiblesse.

Système de chauffage adaptatif sur l’Apium P220

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L’une des caractéristiques les plus importantes de l’Apium P220 est son système de chauffage adaptatif, installé spécifiquement pour aider à l’équilibre de température nécessaire pour travailler avec des polymères haute performance. Visuellement, la différence entre une pièce imprimée en 3D à l’aide du système et une pièce réalisée avec le système désactivé est subtile. Cependant, en y regardant de plus près, il y a une nette différence d’adhérence de la couche sur deux pièces par ailleurs identiques.

Dans la partie 1, un composant PEEK imprimé en 3D à l’aide du système de chauffage adaptatif, les structures de support sont plus difficiles à retirer, mettant en évidence un taux d’adhésion plus élevé.

Partie 1 imprimée en 3D avec chauffage adaptatif actif (à gauche).  Et la partie 2, imprimée en 3D sans chauffage adaptatif actif (à droite).

Dans un dernier test, nous avons également vérifié la facilité de changement de filaments sur l’Apium P220. Pour cela, la buse doit être changée pour ne pas contaminer les polymères. Le changement de buse est simple et a pris un peu plus de deux minutes à l’aide d’une boîte à outils fournie avec l’imprimante 3D.

L’insertion et le retrait du filament sont automatisés par le système. Nous avons changé le filament de PEEK à PEI et l’extrudeuse a poussé le filament à travers la nouvelle buse. Après cela, la seule chose à faire était de vérifier l’humidité lors de l’extrusion, ce qui peut être vu avec l’apparition de bulles.

Résumé de l’ingénieur de l’Apium P220

L’Apium P220 est facile à installer et à utiliser, ce qui est utile étant donné que les matériaux utilisés sont si difficiles à travailler. La formation avancée proposée par l’entreprise s’est avérée particulièrement utile pour ces défis, et nous recommandons cette option à tous les clients potentiels. Tout au long de nos tests, l’imprimante 3D a fonctionné de manière constante à une température élevée de 480 ° C. Il a une construction solide et robuste garantissant la longévité du système.

De plus, lors de notre visite avec Apium, nous avons reçu des informations sur l’expérience utilisateur final de l’entreprise. De la vente aux plusieurs années d’utilisation, la société promet de fournir un service client de haut niveau, ce qui est encourageant pour l’acheteur potentiel.

Le modérateur thermique intelligent en instance de brevet, le logiciel de contrôle et l’extrudeuse avancée de l’imprimante 3D le vérifient comme une imprimante 3D professionnelle haute performance capable de fonctionner avec du PEEK, du PEEK renforcé de fibre de carbone, du PEI, du POM-C et du PVDF. Sa taille compacte le rendrait également à la maison dans n’importe quel atelier d’ingénierie, et des fonctionnalités telles que le paramètre d’impression directe sont utiles.

Sur la base de notre expérience, nous pouvons affirmer avec confiance que l’Apium P220 répond à ses principales revendications et nous sommes assurés des capacités de l’imprimante 3D.

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L’image présentée montre l’objet de test imprimé en 3D d’Apium sur l’imprimante 3D polymère haute performance P220. Photo par l’industrie de l’impression 3D

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