Impression 3D par modélisation par dépôt de fil fondu (FDM) :présentation de la technologie

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

Comment fonctionne la modélisation par dépôt de fusion (FDM) ?

La technologie FDM utilise le matériau d'entrée de construction sous la forme de filaments thermoplastiques qui sont liquéfiés et resolidifiés dans la forme souhaitée 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 de modélisation par dépôt de fil fondu suit ces étapes principales :

• Étape 1 - Une fois les données CAO saisies, le filament de matériau de construction solide déjà chargé est liquéfié à l'aide de la chaleur dans la tête de liquéfacteur
• Étape 2 – Ce plastique liquide fondu est introduit sur la plate-forme de fabrication de 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 la conception se compose de porte-à-faux ou de structures susceptibles de se déformer ou de 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 – Dans le cas où des structures de support ont été utilisées, elles sont ensuite retirées une fois la construction terminée.

Matériaux pour l'impression 3D FDM

Parmi les plastiques les plus rigides utilisés pour la modélisation par dépôt de fil fondu, Xometry propose :ABS, ABS ESD7, ABS M30, ASA, Nylon PA12, Nylon PA12 Carbon-Filled, Carbon Fiber Reinforced 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 à résistance améliorée aux intempéries, est largement utilisé dans le 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.

Rapport coût-efficacité

Le FDM est connu comme l'une des options les moins chères pour l'impression 3D. Lorsque l'exigence va d'une unité à un petit lot, FDM est l'option idéale par rapport à ses homologues plus chers comme SLA ou 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 conception moins coûteux à imprimer qu'avec d'autres technologies.

Les coûts de coloration et de finition de surface sont également réduits car les impressions sortent colorées avec une finition de surface décente directement de l'imprimante sans les complications d'un post-traitement supplémentaire.

Intervention rapide

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

Peut imprimer en couleur

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

Moins de gaspillage de matériel

Étant donné que l'imprimante FDM imprime en faisant fondre le filament et en le solidifiant, il n'y a aucun risque de gaspillage comme dans MJF ou 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 avec soin.

Grande variété de matériaux

Plus de 10 variétés différentes de filaments en plastique sont disponibles pour le FDM. Des matériaux à faible résistance aux matériaux à haute résistance (PP, TPU, Nylon PA, ABS, PETG, PLA, PC dans l'ordre croissant de résistance à la traction), FDM dispose d'une longue liste de matériaux avec lesquels il peut imprimer. C'est à la discrétion du fabricant de savoir quoi utiliser en fonction des besoins. Un autre avantage est la disponibilité du matériel. 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, le FDM présente également quelques inconvénients courants.

Pas à pas de couche significatif

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

Sweat petits détails

En raison de la nature du plastique fondu, le FDM transpire de petites caractéristiques et a la précision et la résolution dimensionnelles les plus faibles par rapport aux autres technologies d'impression 3D et, par conséquent, il ne convient pas aux pièces avec des détails complexes. 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 un problème, il vaut mieux éviter le FDM.

Services d'impression 3D FDM de Xometry

Xometry Europe propose des services de modélisation de dépôt de fil fondu en ligne, pour des projets d'impression 3D à la demande, pour les prototypes et les grands lots. Avec un réseau de plus de 2 000 partenaires dans toute l'Europe, Xometry est en mesure de livrer des pièces d'impression 3D FDM en 3 jours maximum. Téléchargez vos fichiers CAO sur Xometry Instant Quoting Engine pour obtenir un devis instantané avec diverses options de fabrication disponibles pour l'impression 3D FDM.