Modélisation par dépôt de filament fondu (FDM) : aperçu technique complet

La modélisation par dépôt de filament fondu (FDM) est une technologie d'impression 3D par extrusion. Les matériaux de construction utilisés en FDM sont des polymères thermoplastiques et se présentent sous forme de filament. En FDM, une pièce est fabriquée en déposant sélectivement du matériau fondu couche par couche dans un chemin défini par le modèle CAO. En raison de sa haute précision, de son faible coût et de sa large sélection de matériaux, le FDM est l'une des technologies d'impression 3D les plus largement utilisées dans le monde.

Comment fonctionne la modélisation par dépôt de filament fondu (FDM) ?

La technologie FDM utilise le matériau de construction d'entrée sous forme de filaments thermoplastiques qui est liquéfié et re-solidifié dans la forme désirée selon le modèle CAO défini.

Une imprimante FDM se compose de deux bobines : une pour le matériau de construction et l'autre pour le matériau de support respectivement. Le processus d'impression 3D par modélisation par dépôt de filament fondu suit ces étapes principales :

• Étape 1 – Après l'entrée des données CAO, le filament de matériau de construction déjà chargé est liquéfié à l'aide de la chaleur dans la tête de liquéfaction
• Étape 2 – Ce plastique liquide fondu est déposé sur la plateforme de construction en mousse sous forme de couche à travers la buse d'extrusion qui se déplace dans toutes les directions comme défini dans les données CAO. Ce processus d'ajout des couches liquides/semi-solides les unes au-dessus des autres est répété. Si le design consiste en des porte-à-faux ou des structures qui pourraient potentiellement se déformer ou se plier, des structures de support sont utilisées. Le matériau de support peut être le même que le matériau de construction ou tout autre matériau selon le choix.
• Étape 3 – Au cas où des structures de support ont été utilisées, elles sont retirées plus tard une fois la construction terminée.

Matériaux pour l'impression 3D FDM

Parmi les plastiques rigides les plus largement utilisés pour la modélisation par dépôt de filament fondu, Xometry offre : ABS, ABS ESD7, ABS M30, ASA, Nylon PA12, Nylon PA12 Carbone, Fibre de carbone renforcée Polyamide 12, PC-ABS Polycarbonate, PC-ISO Polycarbonate, PC-like Heat Resist Translucent, PC-Polycarbonate, PLA, PETG, PEEK, ULTEM 1010 et ULTEM 9085.

L'ASA, un thermoplastique amorphe avec une résistance aux intempéries améliorée, est largement utilisé en prototypage grâce à ses excellentes propriétés mécaniques. De plus, il est disponible dans une grande variété de couleurs.

Avantages de la technologie FDM

En ce qui concerne le processus FDM, ce sont les facteurs les plus importants qui en font l'une des technologies d'impression 3D les plus populaires.

Rentabilité

Le FDM est connu comme l'une des options les moins chères pour l'impression 3D. Lorsque le besoin va d'une unité à un petit lot, le FDM est l'option idéale comparé à ses homologues plus chers comme la SLA ou le SLS. De plus, le matériau de construction est moins cher et largement disponible, ce qui rend le prototypage, le re-prototypage et les améliorations de design moins chers à imprimer qu'avec d'autres technologies.

Les coûts de coloration et de finition de surface sont également réduits car les pièces sortent colorées avec une finition de surface décente directement de l'imprimante sans le tracas de post-traitement supplémentaire.

Délai rapide

Le processus FDM est rapide en termes de vitesses d'impression, plus rapide que de nombreuses autres technologies. Puisque les filaments de construction sont facilement disponibles, il n'y a pas de problème de temps pour l'impression de gros lots non plus. Xometry livre des pièces imprimées FDM en aussi peu que 3 jours ouvrables.

Peut imprimer en couleur complète

Plus de 40 couleurs sont disponibles pour les imprimantes FDM, et le nombre d'options de couleur continue d'augmenter jour après jour. La couleur de la pièce finale est exactement la couleur du filament utilisé. Si la couleur désirée n'est pas obtenue, des méthodes de post-traitement comme la teinture ou la peinture sont également disponibles.

Moins de gaspillage de matériau

Puisque l'imprimante FDM imprime en fondant le filament et en le solidifiant, il n'y a aucune chance de gaspillage impliqué comme dans le MJF ou le SLS où la poudre est utilisée et sujette au gaspillage. Il y a aussi une chance d'éliminer les structures de support lorsque le modèle est conçu soigneusement.

Grande variété de matériaux

Plus de 10 variétés différentes de filaments plastiques sont disponibles pour le FDM. De la faible résistance aux matériaux à haute résistance (PP, TPU, Nylon PA, ABS, PETG, PLA, PC dans l'ordre croissant de la résistance à la traction), le FDM a une liste étendue de matériaux avec lesquels il peut imprimer. C'est à la discrétion du fabricant sur ce qu'il faut utiliser selon le besoin. Un autre avantage est la disponibilité du matériau. Les matériaux sont très souvent utilisés et donc facilement disponibles sur le marché à bas prix.

Inconvénients du processus FDM

Outre les avantages qu'il offre, il y a aussi quelques inconvénients courants que le FDM possède.

Effet d'escalier significatif

La qualité de surface des pièces imprimées en FDM n'est pas lisse comme les pièces en résine de la SLA ou du Carbon DLS. Puisque le FDM fonctionne en déposant du plastique fondu couche par couche, l'effet d'escalier ou de marche est très évident. L'image montre une surface rugueuse due à l'effet d'escalier. De plus, le mécanisme d'adhérence des couches rend les pièces FDM anisotropes. Le post-traitement est nécessaire pour rendre la surface lisse et coûte plus cher.

Perte de petits détails

En raison de la nature du plastique fondu, le FDM « sue » les petits détails et a la plus faible précision dimensionnelle et résolution comparé aux autres technologies d'impression 3D et donc il n'est pas approprié pour les pièces avec des détails complexes. Le FDM est sûrement une bonne option pour le prototypage où les petits détails ne sont pas importants. Si les détails et la précision dimensionnelle sont une préoccupation, il est préférable d'éviter le FDM.

Services d'impression 3D FDM de Xometry

Xometry Europe offre des services de modélisation par dépôt de filament fondu en ligne, pour des projets d'impression 3D à la demande, pour les prototypes et les grandes séries. Avec un réseau de plus de 2 000 partenaires à travers l'Europe, Xometry est en mesure de livrer des pièces d'impression 3D FDM en jusqu'à 3 jours. Téléchargez vos fichiers CAO sur le Xometry Instant Quoting Engine pour obtenir un devis instantané avec diverses options de fabrication disponibles pour l'impression 3D FDM.