Qu'est-ce qu'une imprimante 3D FDM ? construction et travail avec PDF

C'est Le poste mécanique ! et aujourd'hui vous lirez Qu'est-ce que l'impression 3D ? Quels sont ses types ? Avantages et limites de l'impression 3D et bien plus encore…

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Qu'est-ce que l'impression 3D ?

L'impression 3D est un processus de fabrication additive qui permet de créer des modèles solides à l'aide d'une imprimante 3D. Ces modèles solides sont d'abord construits dans un logiciel de CAO puis envoyés à l'imprimante 3D pour l'impression de la pièce. Comme le nom le suggère la fabrication additive, des couches successives de filaments sont ajoutées pour former un modèle tridimensionnel.

Qui a inventé l'impression 3D ?

La technologie d'impression 3D a été inventée par Chuck Hull en 1983 et il est crédité d'être l'inventeur de la technologie d'impression 3D SLA. Alors que la technologie d'impression 3D FDM a été inventée par Scott Crump le fondateur de la société Stratasys.

Types de technologie d'impression 3D

Voici les types de technologie d'impression 3D :

• Modélisation des dépôts en fusion (FDM)
• Stéréolithographie (SLA)
• Stéréolithographie masquée (MSLA)
• Frittage laser sélectif (SLS)
• Traitement numérique de la lumière (DLP)
• Fusion multi-jets (MJF)
• Frittage laser direct de métal (DMLS)
• Fusion par faisceau d'électrons (EBM) 
• Fabrication d'objets laminés (LOM)

Aujourd'hui, nous aborderons en détail le type d'impression 3D le plus courant, c'est-à-dire la modélisation par dépôt de fil fondu (FDM)

Qu'est-ce que l'impression 3D FDM ?

Le Fused Deposition Modeling (FDM) ou Fused Filament Fabrication (FFF) est un processus de fabrication additive dans lequel un filament plastique est chauffé et extrudé à travers une buse couche par couche de bas en haut. Au fur et à mesure que le plastique refroidit, il se solidifie, et ainsi la pièce imprimée en 3D est obtenue.

Composants principaux de l'imprimante 3D FDM

L'imprimante 3D FDM ou FFF comporte les composants principaux suivants :

• Bobine de filament
• Extrudeuse avec élément chauffant
• Chargeur
• Mécanisme de moteur pas à pas
• Construire une plate-forme

Image par – Lemio, GFDL, via Wikimedia Commons

Bobine de filament

La bobine de filament est une bobine de fil constituée de thermoplastiques ayant une section transversale circulaire. Le filament est disponible dans une variété de couleurs.

Image par – Maurizio Pesce de Milan, Italie, CC BY 2.0, via Wikimedia Commons

Extrudeur avec élément chauffant

L'extrudeuse avec élément chauffant provoque le ramollissement du filament thermoplastique, puis il est extrudé à travers une buse.

Chargeur

Le mécanisme d'alimentation est utilisé pour alimenter en continu le filament vers l'extrudeuse.

Mécanisme de moteur pas à pas

Un ensemble de moteurs pas à pas est utilisé pour fournir et contrôler les mouvements de l'extrudeuse et de la plate-forme de construction dans les directions X, Y et Z.

Plateforme de création

La plate-forme de fabrication de l'imprimante 3D est l'endroit où la pièce 3D est imprimée.

Fonctionnement des imprimantes de modélisation par dépôt de fil fondu (FDM) :

Image par – Paolo Cignoni, CC BY-SA 4.0, via Wikimedia Commons

La pièce à imprimer en 3D est d'abord conçue dans un logiciel de CAO.

Après cela, il est exporté sous forme de fichier au format .STL.

Ce fichier .STL est ensuite envoyé à un logiciel de découpage pour par exemple :Cura. Dans le logiciel slicer, vous pouvez contrôler les paramètres d'impression comme la hauteur de couche, la température du filament, etc.

Après avoir défini les paramètres, le fichier est ensuite enregistré sur une carte SD puis inséré dans l'imprimante 3D. Ou bien certaines imprimantes 3D peuvent être directement connectées via une clé USB.

Sélectionnez le fichier dans l'imprimante 3D et configurez-le en conséquence.

Le mécanisme d'alimentation de l'imprimante 3D prend le filament et l'envoie à l'extrudeuse où il est chauffé à la température définie.

Le filament est ensuite extrudé couche par couche sur la plateforme de fabrication. Les moteurs pas à pas contrôlent le mouvement de la buse ainsi que la plate-forme de construction en conséquence.

Matériaux pouvant être imprimés en 3D

Voici les matériaux couramment utilisés pour l'impression 3D :

• Plastique acrylonitrile butadiène styrène (ABS)
• Polyéthylène téréphtalate (PET)
• Polycarbonate
• Nylon
• Fibre de carbone
• Résines, etc.

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Applications de l'impression 3D 

Voici les applications de l'impression 3D :

Modèle imprimé en 3D d'une turbine à vapeur | Image par - CMitchell, CC BY-SA 4.0, via Wikimedia Commons

• L'impression 3D est utilisée dans l'industrie automobile, du prototypage à l'impression de pièces détachées.
• Dans l'industrie de la chaussure, des marques comme Adidas, Nike, etc. utilisent cette technologie pour imprimer des chaussures.
• De nos jours, les lunettes sont également imprimées en 3D.
• L'impression 3D est utilisée à des fins médicales comme l'impression d'implants, l'impression de couronnes et de prothèses dentaires dans l'industrie dentaire, les bras robotiques, etc.
• Dans le secteur de l'éducation, il est utilisé pour imprimer des modèles 3D à des fins de meilleure compréhension et d'enseignement.
• L'impression 3D est également largement utilisée à des fins de prototypage.

Avantages de l'impression 3D 

Voici les avantages de l'impression 3D :

• Grande flexibilité.
• Les pièces complexes peuvent être facilement fabriquées.
• Le gaspillage de matériaux est réduit.
• Qualité constante des pièces imprimées.
• Taux de production rapide.
• Des modifications peuvent être facilement apportées à la conception.

Inconvénients de l'impression 3D 

Voici les inconvénients de l'impression 3D :

• La consommation d'énergie des imprimantes 3D est élevée.
• Les imprimantes 3D sont chères avec un investissement initial élevé.
• Pour l'instant, un nombre limité de documents peut être imprimé.
• Lorsque l'impression 3D produit des émissions toxiques.
• Les finitions pouvant être obtenues par impression 3D sont limitées.

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Conclusion

L'impression 3D a le potentiel de révolutionner l'industrie manufacturière. L'impression 3D a une bonne portée dans de nombreux secteurs. L'impression 3D peut être la technologie de fabrication du futur. Pour l'instant, la technologie est relativement chère, ce qui est l'un des principaux facteurs limitants, cependant, avec les progrès et de plus en plus de personnes se familiarisant avec elle, ce problème peut être résolu.
C'est donc un aperçu de l'impression 3D.
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