Le guide ultime de l’imprimante 3D

Qu’est-ce que l’impression 3D ?

L’impression 3D ou la fabrication additive est un processus de production d’objets solides tridimensionnels à partir d’un fichier numérique.

La création d’un objet imprimé en 3D est réalisée à l’aide de procédés additifs. Dans un procédé additif, une ébauche est créée en déposant successivement des couches de matériau jusqu’à ce que le modèle soit créé. Chacune de ces couches peut être vue comme une coupe transversale horizontale finement tranchée de l’objet final.

Comment fonctionne l’impression 3D ?

Tout commence par la création d’un design virtuel de l’objet que vous voulez faire. Cette conception virtuelle est entre autres un fichier CAO (Conception assistée par ordinateur). Ce fichier CAO est créé à l’aide d’une application de modélisation 3D ou d’un scanner 3D (pour copier un objet existant). Un scanner 3D peut faire une copie numérique d’un objet en 3D.

Les scanners 3D

Les scanners 3D utilisent différentes technologies pour générer un objet 3D. Les exemples sont : le temps de vol, la lumière structurée ou modulée, le balayage volumétrique et bien d’autres.

Récemment, des entreprises comme Microsoft et Google ont permis à leur matériel d’effectuer une numérisation tridimensionnelle, par exemple, la Kinect de Microsoft. Bientôt, la numérisation d’objets réels en objets 3D deviendra aussi simple que de prendre une photo. Les versions proches des smartphones incorporeront probablement des scanners 3D. Actuellement, la gamme de prix des scanners 3D en kit ne coûtera que 26 euros de main d’œuvre et n’importe qui peut les fabriquer à la maison.

Les logiciels de modélisation 3D

Les logiciels de modélisation 3D existent également sous plusieurs formes. Il existe des logiciels haut de gamme qui coûtent des milliers d’euros par an, mais il existe aussi des logiciels gratuits comme Blender. Vous pouvez trouver des vidéos de tutoriel pour débutants sur le site officiel Blender, malheureusement, les cours sont en anglais.

Si vous ne savez rien et que vous avez du mal à choisir, je vous recommande de commencer par Tinkercad. Tinkercad a une version gratuite et supporte la technologie WebGL si vous utilisez un navigateur web, par exemple Google Chrome. Le logiciel propose des leçons pour les débutants et une option qui vous permet de récupérer votre objet imprimé en utilisant de nombreux services d’impression 3D.

Une fois que vous avez un modèle 3D, l’étape suivante consiste à préparer le modèle pour le rendre imprimable.

D’un modèle 3D à une imprimante 3D

Vous devrez préparer un modèle 3D avant qu’il ne soit prêt pour l’impression 3D. C’est ce qu’on appelle le tranchage. Le découpage divise un modèle 3D en centaines ou milliers de couches horizontales et doit être réalisé à l’aide d’un logiciel. Parfois, un modèle 3D peut être coupé à partir d’une application de modélisation 3D. Ceci est également possible si vous êtes contraint d’utiliser certains outils de découpage pour certaines imprimantes 3D.

Lorsque le modèle 3D est tranché, vous êtes prêt à l’introduire dans votre imprimante 3D. Cela peut se faire par clé USB, wifi ou carte SD. Cela dépend des marques et des types d’imprimantes 3D que vous possédez ? Lorsqu’un fichier est mis en ligne dans une imprimante 3D, l’objet est prêt à être imprimé en 3D couche par couche. L’imprimante 3D lit chaque tranche (image 2D) et crée un objet tridimensionnel.

Commencer avec l’impression 3D

Pour commencer, l’impression 3D consiste à vous demander ce que vous aimeriez apprendre en premier. Êtes-vous intéressé par ce genre de matériel ? Aimeriez-vous vous concentrer par la création d’objets ? Pour en savoir plus, vous pouvez consulter le guide du top 5 des meilleures imprimantes 3D pas chères de 2017. Cela vous aidera à décider si vous devez choisir une imprimante 3D préfabriquée ou une imprimante 3D en kit.

Voici quelques imprimantes 3D préfabriquées :

BQ Witbox 2

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La Witbox 2 est une imprimante 3D domestique de qualité professionnelle, qui apporte sécurité et confort, et imprime avec la majorité des matériaux disponibles sur le marché.

Sindoh 3DWOX DP200

Imprimante 3D Sindoh 3DWOX

Poids du produit Inconnu
Zone d’impression 21 x 200 x 189 mm
Assemblage Entièrement assemblé
Agencement mécanique Tête X cartésienne
Entrée d’alimentation Inconnue
Puissance de sortie Inconnue
Type de filament PLA, ABS, PETG
Diamètre du filament 1,75 mm
Système de matériau Fermé
Dispositif d’alimentation Direct
Temp. de chauffage max. de l’extrudeuse Inconnue
Temp. de chauffage max. du lit Inconnue
Précision XYZ Inconnue
Résolution maximale 20 – 200 microns
Surface du lit PEI
Niveau du lit Manuel (assisté)
Vitesse d’impression Inconnue
Vitesse de voyage Inconnue
Type FFF/FDM
Extrudeuse Seule
Taille de la buse 0,4 mm
Cadre Polyéthylène/Aluminium Dibond
Affichage LCD Tactile
Enceinte chauffée Non
Certification CE, UL
Connectivité WIFI, câble USB, Ethernet
Firmware Source fermée
Découpage Cura, 3DWOX
Système d’exploitation Mac OS X, Windows
Type de fichier compatible STL

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Cette imprimante 3D est déjà assemblée, elle dispose d’une assistance qui permet de mettre à niveau rapidement et précisément la table et un contrôle à distance.

La Sindoh est acclamée pour sa facilité d’utilisation. Cette imprimante 3D est simple à installer et très facile à utiliser. Dans tous les cas, l’imprimante 3D mérite son prix.

Geeetech Prusa

Imprimante 3D Geeetech Prusa

Type FFF
Construction volumétrique 200 x 200 x 180 mm
Couche de résolution 0,1 – 0,3 mm
Précision de positionnement 0,1 – 0,3 mm
Diamètre de la buse 0,3 mm, 0,35 mm, 0,4 mm, 0,5 mm
Type de filament ABS/PLA/PLA flexible/Bois/Nylon

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L’imprimante 3D pas chère Geeetech Prusa I3 Pro B est conçue et fabriquée par Shenzhen Getech. Elle est basée sur la Geeetech I3 Pro, à l’exception de son assemblage simple, de son débogage facile et de ses performances plus stables. Elle ressemble beaucoup à la Geeetech I3 Pro, elle a des possibilités nouvelles et étendues pour le système d’impression sur papier 3D.

Elle supporte 5 types de filaments :

  • ABS
  • PLA
  • WOOD
  • NYLON
  • PLA FLEXIBLE

Elle crée des pivots, des joints et des pièces moulées flexibles. Cela vous permet de maximiser les capacités de votre imprimante 3D.

XYZ Da Vinci Junior 1.0

L'imprimante 3D XYZ Da Vinci Junior 1.0

Nom du Modèle Imprimante 3D XYZ Da Vinci Junior 1.0
Dimension 42 x 43 x 38 cm
Poids 12 kg
Volume d’impression 15 x 15 x 15 cm
Consommation électrique 75 W
Composants inclus Guide d’utilisateur, 1 bobine de 300 g de filament PLA, 1 spatule, câble USB, câble d’alimentation,1 carte SD
Compatibilité Bobine de filaments PLA
Couleur Blanc/Orange
Marque XYZprinting
Précision 100 microns

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Ne vous méprenez pas, car cette imprimante 3D est destinée aux débutants. C’est une machine remarquable compte tenu de ce qu’elle vend. Elle n’offre pas de fonctions sophistiquées.


Dans le cas où vous ayez un budget serré, une imprimante 3D en kit pas chère peut être un excellent point de départ. Sinon, vous pouvez prendre une imprimante 3D pour débutant, voici un test d’une imprimante 3D pour les débutants, elle s’appelle la XYZ Da Vinci Junior 1.0. Je vous conseille de prendre celle-ci, car elle n’est pas chère et, en plus, elle est facile à utiliser. Si cela vous intéresse, voici un article qui présente les imprimantes 3D en kit pas chères.

Voici quelques imprimantes 3D en kit pas chères :

BQ Hephestos 2

Imprimante 3D BQ Hephestos 2

Marque BQ Hephestos 2
Couleur Gris
Garantie constructeur 2 ans
Système d’exploitation Windows, Linus et Mac OS X
Bluetooth Non
Nombre de ports USB 2.0 1
Poids 1000 grammes
Dimension 51,6 x 66,1 x 45 cm
Fabriquant BQ
Type Kit/RepRap
Matériaux PLA, filaments spéciaux
Diamètre de la buse 0,40 mm
Épaisseur minimum d’impression 50 microns
Vitesse 200 mm/s
Précision N/A
Taille de filament 1,75 mm
Taille maximum d’impression 210 x 297 x 220 mm
Format .STL, .OBJ
Logiciel Cura, slic3r, Repetier, Kisslicer
Connectivité Câble USB, SD
Alimentation 12 V 100 W

L’assemblage de cette imprimante 3D est très rapide, compté environ moins d’une heure. Grâce à une chambre de fabrication, elle est capable d’imprimer des couches de 50 microns à une vitesse de 200 mm/s. Due à son prix légèrement plus élevé, mais disposant de caractéristiques exceptionnelles et d’une compatibilité impressionnante, cette imprimante 3D est parfaite pour les débutants. Pour ceux qui veulent l’acheter moins cher, il existe une version moins chère, la Hephestos 1. Vous pouvez la trouver sur le site Amazon en cliquant ici.

Kiwi 3D

Imprimante 3D pas chère Kiwi 3D

Matériau Acier inoxydable
Plan d’impression 140 x 100 x 100 mm
Épaisseur minimale de couche 0,1 mm
Connectivité SD, câble USB
Couleur Noir
Marque Sharebot
Alimentation 150 W
Volume du produit 0,02 mm
Écran LCD Oui
Matériau PLA-S

La Kiwi 3D est une petite imprimante 3D artisanale dédiée aux écoles, aux étudiants, aux amateurs et aux jeunes professionnels. L’imprimante 3D a également un design typique et élégant conçu en Italie.

Son plan d’impression est de 140 x 100 x 100 mm. Elle utilise la technologie FFF pour produire des objets fonctionnels, des modèles et des prototypes de bonne qualité.

La Kiwi 3D provient du développement Sharebot NG et vise à transformer chaque bureau en un centre de créativité personnelle.

L’imprimante 3D dispose d’un écran LCD (avec un bouton de commande simple pour faire défiler le menu de la machine vers le haut et vers le bas).  Vous pouvez contrôler et gérer l’ensemble du processus d’impression. De plus, il est possible de modifier les paramètres et les configurations, de sélectionner l’objet à imprimer directement à partir d’une carte SD. On peut également personnaliser les paramètres de votre imprimante pendant l’impression pour améliorer la qualité d’impression.

La Kiwi 3D est optimisée pour imprimer avec du PLA-S (un filament thermoplastique facile à utiliser avec une bonne qualité et finition). Elle a une buse de 0,4 mm tandis que l’épaisseur minimale de la couche est de 0,1 mm pour une meilleure résolution sur chaque détail.

Vertex

Imprimante 3D Vertex

Marque Velleman
Poids 10 kg
Puissance 150 W
Dimension du produit 38 x 39,5 x 36 cm
Nombre de tête d’impression 2
Taille maximale de l’objet 18 x 20 x 19 cm
Type de filament ABS et PLA
Température max de la buse 270 °C
Buse d’impression 0,35 mm de diamètre
Distance entre les 2 buses 23,7 mm

Grâce à ce kit, il est possible de développer facilement et rapidement des modèles en petites quantités. Pour cela, l’imprimante 3D superpose les objets couche par couche pour prendre forme. Elle peut créer à une hauteur maximale de 18 x 20 x 19 cm et utilise des filaments de 1,75 mm (filaments PLA et ABS). Elle possède deux têtes d’impression (par défaut : 1) et il est possible de compléter l’imprimante avec une unité d’impression supplémentaire pour la production.

Quelle est la meilleure imprimante 3D pour vous ?

Alors, quelle est la meilleure imprimante 3D ? Cela dépend d’un certain nombre de choses. Par exemple :

Supposons que vous êtes un bricoleur et que vous utilisez une imprimante 3D dans le garage pour créer des pièces de rechange. Alors, la résolution (avec quelle facilité est la surface de votre objet) est probablement la moins importante et créer des parties fortes en moins de temps est plus important. Si vous créez des personnages, la résolution est très importante et vous conviendrez probablement qu’il faut parfois un peu de temps pour imprimer un objet. Les amateurs de bricolage pourraient, dans le deuxième scénario, envisager une imprimante SLA. Les imprimantes 3D avec cette technologie peuvent vraiment atteindre une précision de surfaces supérieure, aussi bien en 20 microns.

En plus des exemples ci-dessus, il existe de nombreux éléments différents qui vous aideront à choisir l’imprimante 3D qui vous convient le mieux. Peut-on l’utiliser en classe ? Peut-on l’utiliser pour des petites séries ?

Entretien de votre imprimante 3D

Quelle est la maintenance requise pour les imprimantes 3D ?

Pour les systèmes de fabrication et de production d’additifs, plusieurs fournisseurs proposent des programmes de maintenance pour imprimantes 3D afin d’assurer un fonctionnement optimal de votre machine. Ces programmes comprennent aussi une assistance téléphonique, à distance, sur site, des pièces de rechange, des mises à jour matérielles et logicielles, une maintenance préventive proactive, etc.

Cependant, si vous avez besoin de faire quelques petits travaux de maintenance sur votre imprimante 3D, il y a plusieurs choses que vous pouvez faire. Tout d’abord, vous devriez consulter votre manuel de l’utilisateur pour trouver des conseils et des instructions.

Par exemple, les imprimantes 3D FDM sont livrées avec un kit de démarrage et des instructions dans votre guide de l’utilisateur. Le kit de démarrage contient des pièces de rechange et un ensemble d’outils pour vous aider à entretenir votre système. Il y a six conseils pour l’entretien préventif qui doivent être effectués quotidiennement (ou chaque fois que vous utilisez votre imprimante 3D).

  1. Inspectez l’ensemble des joints.
  2. Inspectez les embouts.
  3. Enlevez l’accumulation de débris.
  4. Chambre de châssis sous vide.
  5. Nettoyez la porte et le filtre du ventilateur.
  6. Videz le récipient de purge.

Il y a aussi un programme d’entretien de 500 heures à suivre pour s’assurer que l’imprimante fournit la bonne résolution et la haute qualité.

Dans le cas d’une imprimante Polyjet, par exemple, l’entretien de routine est essentiel. Que ce soit avant et après l’impression, 300 heures par semaine ou toutes les 300 heures, les tâches énumérées dans votre guide de l’utilisateur sont cruciales.

Chaque type d’imprimante 3D industrielle possède son propre guide d’entretien. Le plus important, c’est que l’entretien soit fait plus souvent.

Les différents types de technologies et procédés d’impression 3D

Les imprimantes 3D n’utilisent pas toutes la même technologie. Voilà plusieurs façons d’imprimer un objet 3D et toutes celles qui sont proposées sont additives, surtout ce qui diffère sur le chemin. Les couches sont construites pour créer l’objet final. Certaines méthodes utilisent la fusion ou une substance adoucissante pour produire des couches. Le frittage laser sélectif (SLS) et la modélisation de dépôt par fusion (FDM) sont les technologies les plus courantes lorsqu’on utilise cette méthode sur l’impression 3D. Une autre méthode consiste à durcir une résine photo-réactive avec un laser ultraviolet ou d’une autre source d’énergie similaire ayant une couche à la fois. La technologie la plus courante lors de l’utilisation de cette méthode est la stéréolithographie (SLA).

Pour être plus précis : depuis 2010, le groupe ASTM F42 – « Additive Manufacturing » a développé une série de normes qui classifie le processus de fabrication additive en 7 catégories. Ces sept processus sont :

  • La photo-polymérisation cellulaire
    • La stéréolithographie (SLA)
    • Le traitement numérique de la lumière (DLP)
    • La production d’interface liquide en continu (CLIP)
  • La projection de matériau
  • La projection de liaison
  • L’extrusion de matériau
    • La modélisation des dépôts fondus (FDM)
    • La fabrication de filament fondu (FFF)
  • La fusion de lit pulvérulent
    • Le frittage laser sélectif (SLS)
  • Le laminage de feuilles
  • Le dépôt d’énergie dirigée

Vous trouverez ci-dessous une brève explication des sept procédés d’impression 3D :

La photo-polymérisation cellulaire

Une imprimante 3D est basée sur la méthode de photo-polymérisation cellulaire, avec un récipient rempli de résine photopolymère qui est ensuite solidifié avec une source de lumière UV.

Photopolymérisation de cuve

La stéréolithographie (SLA)

La technologie la plus couramment utilisée dans ces procédés est la stéréolithographie (SLA). Cette technologie utilise un réservoir de liquide ultraviolet qui durcit la résine photopolymère et le faisceau ultraviolet est utilisé pour construire les couches de l’objet une par une. Pour chaque couche, le faisceau laser trace une coupe transversale du motif de l’élément sur la surface de la résine liquide. L’exposition à la lumière laser ultraviolette durcit et solidifie le motif dessiné sur la résine et la relie à la couche inférieure.

Une fois le motif tracé, la plate-forme élévatrice descend à une distance égale à l’épaisseur d’une seule couche, typiquement de 0,05 mm à 0,15 mm. Ensuite, une lame remplie de résine balaie la section transversale de la pièce et l’enduit à nouveau de matériau frais. Sur cette nouvelle surface liquide, le motif de la couche suivante est dessiné, rejoignant la couche précédente. L’objet tridimensionnel complet est formé par ce projet. La stéréolithographie nécessite l’utilisation de structures porteuses. Elles servent à fixer la pièce à la plate-forme élévatrice et à maintenir l’objet, car la structure portante flotte dans la cuve remplie de résine liquide. Celles-ci sont retirées manuellement une fois l’objet terminé.

Cette technique a été inventée en 1986 par Charles Hull, qui a également fondé 3D Systems à cette époque.

Le traitement numérique de la lumière (DLP)

Le DLP se réfère à une méthode d’impression qui utilise la lumière et les polymères photosensibles. Bien que cette technique soit très similaire à la stéréolithographie, la grande différence est la source de lumière. Le DLP utilise traditionnellement des sources lumineuses comme lampes à arc.

Pour la plupart des formes de DLP, chaque couche de la structure désirée est pulvérisée dans un réservoir de résine. Elle est ensuite solidifiée en couches sous forme de plaque. Cela vous permet de vous déplacer vers le haut ou vers le bas. Lorsque le processus prépare chaque couche successivement, il est plus rapide que la plupart des formes d’impression 3D.

Les imprimantes 3D d’Envision Tech Ultra, la MiiCraft High Resolution et la Lunavast XG2, sont des exemples d’imprimantes DLP. Les entreprises qui se spécialisent dans la technologie DLP comprennent la ONO et la Carbon. (Celles-ci ont inventé un sous-type de DLP, appelé CLIP).

La production d’interface liquide en continu (CLIP)

D’autres technologies qui utilisent la photo-polymérisation cellulaire sont la puissante production d’interface de liquide continue (CLIP). Elle est marginalement utilisée pour l’imagerie par transfert de film et la polymérisation solide.

La projection de matériau

Dans ce processus, le matériel est appliqué sous forme de gouttelettes par l’intermédiaire d’une petite buse. Il est similaire au fonctionnement d’une imprimante traditionnelle. Mais il est appliqué couche par couche sur une plate-forme de construction pour fabriquer un objet 3D, puis durci par les rayons UV.

Projection de matériau

La projection de liaison

Avec la projection de liaison, les deux matériaux sont utilisés à l’aide d’un matériau de base en poudre et d’un liant liquide. Dans la chambre de construction, la poudre est étalée dans les mêmes couches. Le liant est appliqué par des buses à jet qui « collent » les particules de poudre à travers un objet programmé en 3D. L’objet fini est « collé » en liant le reste dans le récipient du matériau de base en poudre. Une fois l’impression terminée, la poudre restante est nettoyée et utilisée pour le prochain objet d’impression 3D. Cette technologie a été développée pour la première fois à l’Institut de technologie du Massachusetts en 1993. En 1995, la Z Corporation a obtenu une licence exclusive.

Projection de reliure

La vidéo suivante montre une imprimante 3D basée sur la projection de reliure haut de gamme, la ExOne M-Flex. Cette imprimante 3D utilise de la poudre métallique et la poudre métallique durcit après l’application du matériau liant.

L’extrusion de matériau

La technologie la plus couramment utilisée dans ce processus est la modélisation du dépôt par fusion (FDM).

La modélisation du dépôt par fusion (FDM)

Modélisation par dépôt de fusion

La technologie de modélisation du dépôt par fusion (FDM) utilise un filament en plastique ou un fil métallique. Elle est déroulée par l’intermédiaire d’une bobine et les matériaux sont acheminés vers une buse d’extrusion à travers laquelle le flux peut être activé ou désactivé.

La buse est chauffée pour faire fondre le matériau. Elle peut être déplacée dans les deux directions, horizontales ou verticales, via un mécanisme à commande numérique. Le mécanisme est contrôlé directement par un logiciel de fabrication assistée par ordinateur (CAO).

L’objet est produit en extrudant la masse fondue pour former des couches de matériau, le matériau durcit immédiatement après l’extrusion de la buse. Cette technologie est généralement la plus utilisée, intégrant les deux types de matériau de filament plastifié : l’ABS (l’acrylonitrile butadiène styrène) et le PLA (l’acide polylatique).

Bien que de nombreux autres matériaux soient disponibles, allant des propriétés flexibles du bois et même des matériaux conducteurs.

La FDM a été inventée par Scott Crump à la fin des années 1980. Après avoir breveté cette technologie, il a fondé son entreprise, Stratasys, en 1988. Le logiciel, qui est fourni avec cette technologie, génère automatiquement les structures de support, si nécessaire. La machine distribue les deux matériaux, l’un pour le modèle et l’autre pour une structure de support jetable.

Le terme « modélisation du dépôt en fusion » et son abréviation « FDM » ont été déposés par Stratasys Inc.

La fabrication de filament fondu (FFF)

Précisément le terme équivalent, la FFF a été inventée par les membres de RepRap pour accorder une phrase qui ne serait pas contrainte par la loi dans son utilisation.

La fusion de lit pulvérulent

La technologie la plus couramment utilisée dans ce procédé est le frittage laser sélectif.

Le frittage laser sélectif (SLS)

Le SLS utilise un laser puissant pour fusionner des particules de plastique, de métal, de céramique ou de poudre de verre en une masse ayant la forme tridimensionnelle désirée. Le laser fait fondre sélectivement la poudre en balayant les coupes transversales générées par le programme de modélisation 3D sur la surface d’un lit pulvérulent. Après chaque coupe transversale, le lit pulvérulent est réduit d’une couche épaisse. Ensuite, une nouvelle couche de matériau est appliquée en haut. Le processus est répété jusqu’à ce que l’objet soit terminé.

Frittage laser sélectif

Toutes les poudres vierges restent telles quelles et deviennent une structure de support de l’objet. Par conséquent, il n’est pas nécessaire d’utiliser une structure de support, ce qui constitue un avantage par rapport au SLS et à la SLA. Toutes les poudres vierges peuvent être utilisées pour l’impression suivante. Le SLS a été développé et breveté par le Dr Carl Deckart à l’Université du Texas au milieu des années 1980, sous l’égide de la DARPA.

Le laminage de feuilles

Le laminage de feuilles implique des matériaux en feuilles qui sont liés entre eux par une force extérieure. Les feuilles peuvent être faites de métal, de papier ou de forme. Les feuilles de papier peuvent également être utilisées, mais elles sont collées avec de la colle et découpées en forme par des lames précises. Une entreprise leader dans ce domaine est Mcor Technologies.

Stratification de feuille

Voici une vidéo d’une imprimante 3D à feuilles métalliques créée par Fabrisonic, qui utilise la fabrication d’additifs en paire avec une fraiseuse CNC :

…Et voici un aperçu des imprimantes 3D créées par Mcor, qui utilise des feuilles de papier A4 standard.

Le dépôt d’énergie dirigée

Ce procédé est principalement utilisé dans les industries métallurgiques de haute technologie et dans les applications de fabrication rapide. Les dispositifs d’impression 3D sont généralement fixés par un bras de robot, comprenant plusieurs axes. Et il se compose d’une buse qui dépose les dépôts sur une surface et d’une source d’énergie, c’est-à-dire un objet solide.

Dépôt d'énergie dirigée

Sciaky est une entreprise technologique majeure dans ce domaine et voici leur vidéo de présentation, montrant la fabrication additive d’un faisceau d’électrons :

Les différents types d’une imprimante 3D

Les imprimantes 3D FFF ou FDM prennent de nombreuses formes. Elles se distinguent par des dispositifs mécaniques et des systèmes de coordonnées. Certains fabricants choisissent la simplicité mécanique au détriment du mouvement de la plate-forme. D’autres tentent d’augmenter la vitesse de la tête de l’extrudeuse en utilisant des moteurs fixes et une activation complexe de la courroie. Les dispositifs mécaniques les plus populaires pour les imprimantes 3D FFF ou FDM sont :

  • La tête XY cartésienne
  • La tête XZ cartésienne
  • Delta
  • CoreXY
  • Polar
  • Scare (bras robotique)

La tête XY cartésienne

La première imprimante 3D de RepRap, la Darwin, est basée sur l’arrangement de tête XY cartésienne. La tête de l’extrudeuse se déplace le long des axes X et Y, et le lit le long de l’axe Z. Le déplacement de l’axe Z sur cette imprimante 3D est très précis et nécessite de très faibles accélérations. Mais le lit doit être léger pour maintenir la fiabilité, ce qui rend la mise à niveau du lit plus difficile à ajouter avec un système entièrement automatisé.

Le meilleur exemple d’une imprimante 3D avec une tête XY cartésienne est la Stacker S2.

La tête XZ cartésienne

La tête XZ cartésienne a été introduite par l’imprimante 3D Mendel qui était la deuxième version de la Darwin de RepRap. Cette disposition est différente de la tête XZ cartésienne, car le lit se déplace sur l’axe Y et la tête sur les axes X et Z. Le plus grand avantage de cette configuration est que le lit peut supporter beaucoup de poids. Cela permet d’ajouter un système de nivellement de lit (lourd) entièrement automatisé (voir vidéo ci-dessous).

Les exemples des imprimantes 3D à tête XZ cartésienne sont l’imprimante 3D Original Prusa I3 MK2 et la RepRap Guru Prusa I3 V2.

Delta

Les imprimantes 3D Delta travaillent également dans le plan cartésien, mais la configuration de la structure est entièrement différente. Elles ont également un lit d’impression circulaire. L’avantage d’une imprimante 3D Delta est que les pièces mobiles ont un poids réduit, ce qui limite l’inertie. Cela permet une impression plus rapide et plus précise.

Voici un exemple d’une imprimante 3D Delta, la Rostok Max v3.

CoreXY

Voici un exemple d’une imprimante 3D CoreXY, la Airwolf 3D AW3D AXIOM.

CoreXY est un arrangement cartésien qui gagne constamment en popularité. Le mouvement de support mobile de l’axe X et de l’axe Y est basé sur un effet combiné des moteurs de l’axe X et de l’axe Y. Pour plus d’informations, cliquez ici.

CoreXY est un système de manutention parallèle, ce qui signifie que les moteurs d’un système CoreXY sont fixes. Les systèmes de manutention parallèle offrent une accélération plus rapide que les systèmes d’empilage en série tels que la tête XZ cartésienne.

La vidéo ci-dessous vous montre comment une configuration CoreXY peut devenir ultra rapide.

Polar

Les Polar disposent d’un lit d’impression rotatif avec une tête d’extrusion qui peut se déplacer à gauche, à droite, vers le haut et vers le bas. Une imprimante 3D Polar est économe en énergie. Elle ne dispose que de deux moteurs pas à pas, contrairement à un arrangement cartésien qui nécessite au moins un moteur pas à pas pour chaque axe, généralement quatre. Tout d’abord, c’est vraiment génial de la voir en action.

Voici un exemple d’une imprimante 3D Polar, la Polar 3D.

SCARA

SCARA signifie « bras de robot assemblés sélectivement ». Cela signifie que le bras du robot se déplace le long du plan X-Y et utilise un actionneur supplémentaire pour se déplacer le long de l’axe Z. Ce superbe fait est qu’il n’a pas besoin de roulements ou de courroies dentées.

Les marchés

Si vous n’avez pas les compétences nécessaires pour concevoir vos propres modèles 3D, vous pouvez toujours imprimer de beaux objets. Les marchés tels que Pinshape et CGTrader contiennent des modèles 3D que vous pouvez télécharger pour une petite somme d’argent ou gratuitement.

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