Impression 3D FDM :de bureau ou industrielle

La modélisation par dépôt de fil fondu (FDM) est souvent associée à l'idée d'une impression 3D bon marché. En fait, le faible coût et la simplicité relative du procédé FDM le rendent idéal pour une utilisation dans diverses applications. Un autre avantage est l'impression en couleur, réduisant le coût du post-traitement. Dans les imprimantes FDM, un mince filament de thermoplastiques (c'est-à-dire des plastiques qui fondent lorsqu'ils sont chauffés, se solidifient à température ambiante) est introduit dans une buse. La buse chauffe et fait fondre le plastique, qui est ensuite déposé de manière additive en fines couches successives pour construire des modèles 3D.

De nos jours, le processus d'impression 3D FDM peut être utilisé dans divers segments et applications pour l'impression 3D grand public et industrielle.

Impression 3D de bureau

L'impression 3D de bureau ou FDM grand public cible les amateurs et les utilisateurs à domicile avec de petites imprimantes 3D abordables et faciles à utiliser. Il permet aux consommateurs ou aux amateurs d'expérimenter leurs conceptions CAO et de se faire une idée de leur faisabilité. Étant donné que les filaments FDM sont également moins chers, cela donne une grande marge de manœuvre pour la correction de la conception initiale et pour toute modification.

Caractéristiques

• Prix : FDM est l'une des options d'impression les moins chères disponibles sur le marché. Son prix peut commencer avec déjà 200 EUR. Il est bon marché en termes d'impression ainsi que de matériau de construction. Par rapport à ses homologues comme SLA et MJF, qui sont également principalement utilisés pour le prototypage, FDM est moins cher et offre une fabrication sans tracas.
• Volume de construction : Les imprimantes 3D grand public sont conçues pour un usage domestique. Par conséquent, ils peuvent être appelés une mini version de leurs homologues professionnels. La taille d'impression varie de 10 x 10 x 10 mm à 200 x 200 x 200 mm.
• Matériaux : Les matériaux les plus courants pour l'impression 3D amateur sont le PLA, l'ABS, le PETG, l'ASA. Ils sont bon marché et facilement disponibles.
• Résolution : La résolution habituelle d'une imprimante 3D de bureau est de 100 à 1 000 microns dans les directions X-Y et d'environ 500 microns (0,5 mm) dans la direction Z.

Applications

La plupart des imprimantes 3D de bureau ne sont ni assez puissantes ni assez efficaces pour être utilisées pour le prototypage rapide dans des applications industrielles. Ils sont destinés aux amateurs et aux utilisateurs à domicile qui cherchent à créer des pièces détachées, des articles personnalisés, des jouets et des objets de décoration, etc. Le processus d'impression est généralement lent; une conception complexe peut prendre plusieurs heures à imprimer et nécessite souvent la surveillance de l'utilisateur. Les limitations en termes de matériaux d'impression et de vitesse signifient que les imprimantes 3D grand public sont mieux utilisées à la maison.

Limites

• Moins de volume de construction : Le volume de construction des imprimantes 3D de bureau dépasse rarement 200 x 200 x 200 mm. Cela limite les applications de l'imprimante aux objets de petite taille.
• Basse résolution : Les imprimantes 3D de bureau impriment généralement à 100 microns. Ceci est nettement inférieur à la résolution la plus basse disponible sur les imprimantes professionnelles.
• Moins de choix de matériaux : Les imprimantes 3D grand public ne peuvent utiliser qu'une poignée de matériaux plastiques pour l'impression.
• Vitesse d'impression lente : La vitesse d'impression lente et les erreurs d'impression fréquentes sont des obstacles majeurs à l'adoption généralisée de l'impression 3D.
• Faible précision : Bien que la précision s'améliore progressivement avec chaque génération d'imprimantes 3D de bureau, elle reste inférieure à la moyenne par rapport aux imprimantes 3D professionnelles. Cela limite la complexité des objets pouvant être imprimés.

Impression 3D Industrielle

L'impression 3D industrielle (également appelée « impression 3D professionnelle ») est le pendant industriel de l'impression 3D grand public. Il est principalement utilisé pour la modélisation de concepts, l'outillage, la fabrication, les prototypes fonctionnels ainsi que les pièces d'utilisation finale. Les imprimantes professionnelles, comme les imprimantes 3D Stratasys, sont nettement plus chères, puissantes et efficaces que les imprimantes de bureau.

Fonctionnalités

• Prix : Les imprimantes 3D professionnelles sont utilisées par les concepteurs et les fabricants de produits pour la fabrication de moules et de prototypes. Ils doivent également être capables d'imprimer efficacement de gros objets et sont donc coûteux. Le matériau de construction est également cher. Cela finit normalement par être 5 à 6 fois supérieur à celui de l'impression grand public.
• Volume de compilation : Le volume de construction est une considération importante dans les imprimantes 3D professionnelles car il détermine la plus grande pièce qui peut être construite en une seule fois. La taille de construction varie de 200 x 200 x 300 mm à 914 x 610 x 914 mm selon l'imprimante.
• Matériaux : Les matériaux les plus courants sont le PC, l'ABS M30, l'ULTEM.
• Résolution : La résolution fait référence à l'épaisseur minimale de la couche de construction. C'est une exigence clé pour les applications professionnelles. Les imprimantes professionnelles peuvent imprimer à des résolutions aussi basses que 16 microns (Stratasys Objet1000). Les imprimantes de production haut de gamme peuvent même imprimer des couches d'à peine trois microns d'épaisseur (3D Systems Pro 60 HD).

Matériaux

L'un des principaux avantages des imprimantes industrielles par rapport à leurs homologues de bureau est la gamme de matériaux dans lesquels elles peuvent imprimer. La plupart des fabricants ont leur propre portefeuille de matériaux exclusifs spécialement conçus. La large gamme de matériaux disponibles signifie que les utilisateurs finaux peuvent sélectionner le matériau qui correspond à leurs besoins d'impression.
Les imprimantes industrielles permettent également l'utilisation de matériaux beaucoup plus avancés. À titre d'exemple, Xometry propose une option spéciale d'impression 3D FDM pour les pièces ABS avec le matériau M30 Stratasys, qui a une résistance plus élevée et de meilleures propriétés qu'une option standard.

Applications

Modélisation de concepts

La modélisation conceptuelle consiste à donner vie à des idées et des concepts à un stade précoce. La modélisation de concept est courante dans les entreprises de conception, d'ingénierie et d'architecture pour tester, valider et améliorer les conceptions brutes initiales.

Fabrication de moules

Les imprimantes 3D professionnelles permettent aux fabricants de fabriquer en interne des moules et des moulages pour les outils, les fixations et les gabarits en quelques heures, ce qui réduit considérablement le temps de production.

Fabrication rapide

Des coûts réduits et des vitesses de production plus rapides signifient que les fabricants peuvent utiliser des imprimantes 3D pour créer des pièces d'utilisation finale directement sans outillage. La fabrication rapide peut être une alternative viable à la production à la chaîne dans les années à venir si les technologies d'impression 3D continuent de progresser au rythme actuel.

Prototypage rapide

L'un des principaux avantages des imprimantes professionnelles est leur capacité à fabriquer des pièces mobiles dans différents matériaux. Cela permet aux fabricants de produire des prototypes entièrement fonctionnels à des fins de test. Le prototypage rapide peut augmenter la productivité et aider à identifier les erreurs dès le début du processus de conception.

Limites

Impression coûteuse

Le coût élevé de l'impression est dû au matériau de construction coûteux. Il existe d'autres processus comme SLA et SLS qui sont presque au même niveau de prix et offrent également des matériaux différents.

Conclusion

Le tableau ci-dessous donne un bref résumé des deux types d'imprimantes.

	Impression 3D de bureau	Impression 3D industrielle
Prix des imprimantes	€	€€€
Créer du volume	10 x 10 x 10 mm à 200 x 200 x 200 mm	200 x 200 x 300 mm à 914 x 610 x 914 mm
Résolution	~1000 microns (X-Y) – 500 microns (Z)	~3 – 16 microns
Vitesse	Faible	Élevé
Précision	Moyen	Élevé

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