Rétrospective sur l'Impression 3D FDM : Jalons Clés et Composants Essentiels

Depuis la naissance du mouvement RepRap et Open Source en 2005 avec l'apparition de l'imprimante 3D FDM du Dr. Adrian Bowyer, qui pouvait s'auto-construire presque entièrement, ce secteur a beaucoup évolué jusqu'à aujourd'hui. Dans cet article, nous parlerons des imprimantes 3D et composants qui étaient clés à l'époque pour obtenir des pièces réussies.

Imprimantes 3D

Une fois le brevet de la technologie FDM expiré, plusieurs modèles d'imprimantes 3D sont apparus, basant leur fonctionnement sur l'Open Source. Ces imprimantes 3D étaient formées par une structure tubulaire, une électronique simple, et n'avaient généralement pas de plateau chauffant. Mais en 2012, le monde de l'impression 3D a connu l'imprimante 3D FDM qui serait et est, la plus vendue et modifiée du marché, la Prusa i3 Original. Sa dernière version, la Prusa i3 MK3s, est la favorite du marché non-professionnel.

Image 1 : Prusa i3 Original. Source : RepRap

Logiciels de tranchage

Dans cette section, il y a différents logiciels de tranchage depuis le début, même les fabricants d'imprimantes 3D ont développé leur propre trancheur. L'un des premiers à être utilisé génériquement était Repetier-Host, un logiciel relativement simple à utiliser et compatible avec Windows, Mac et Linux. En 2015, Ultimaker lance Cura 2.0, un logiciel de tranchage gratuit et très simple à utiliser. En peu de temps, une grande partie de la communauté de l'impression 3D commence à utiliser Cura3D, devenant l'un des plus utilisés. Finalement, nous avons Simplify3D, un logiciel payant qui a apporté à l'époque une infinité de nouveaux paramètres de configuration d'impression 3D.

Image 2 : Cura3D 15.04. Source : Ultimaker

Connectivité

Au début de l'impression 3D, un ordinateur connecté à l'imprimante était nécessaire en permanence pour fournir à l'électronique les mouvements qu'elle devait gérer. C'était vraiment inconfortable, car non seulement cela forçait à avoir un ordinateur près de l'imprimante, mais en de nombreuses occasions, on ne pouvait pas utiliser le PC pour faire d'autres travaux car il ralentissait et arrêtait l'impression. Avec l'apparition d'imprimantes avec modules SD et logiciels pour contrôler à distance avec une Raspberry, les utilisateurs ont optimisé les processus d'impression dans une large mesure.

Extrudeur

L'extrudeur le plus utilisé jusqu'à l'apparition récente de l'Extrudeur Titan, Titan Aero et des extrudeurs type MK8 et MK10, était le Greg Wade. Cet extrudeur est le résultat de la réunion du travail de deux ingénieurs. Wade Bortz, un ingénieur canadien, crée un extrudeur entraîné par un moteur NEMA 17 qui entraîne un petit pignon, ce qui à son tour en déplace un grand, dont le boulon fait avancer le filament. Bien que l'idée principale était bonne, Greg Frost, un ingénieur australien, a repris l'idée principale du double pignon de Wade et a créé un extrudeur révolutionnaire, qui serait utilisé dans une infinité d'imprimantes 3D.

Image 3 : Extrudeur Greg Wade. Source : RepRap

HotEnd

Actuellement, la grande majorité des HotEnd sont métalliques et ont un ventilateur pour dissiper la chaleur. Au début, le HotEnd était plus simple et était simplement formé par un corps en plastique qui supporte une haute température (PTFE ou PEEK) et une pointe en laiton avec un diamètre d'entrée qui s'adaptait au diamètre du filament et un diamètre de sortie qui était nécessaire. Le grand problème avec ces HotEnd était qu'ils ne pouvaient pas être utilisés avec des matériaux d'extrusion à haute température.

Image 4 : HotEnd avec corps PEEK

Plateau d'impression

Les premières imprimantes 3D FDM n'avaient pas de plateau chauffant, donc elles utilisaient du ruban Kapton et du Blue Tape pour faire adhérer les pièces au plateau. Par la suite, sont apparus les plateaux chauffants qui fonctionnaient avec une alimentation séparée, sur lesquels on posait un verre. Certaines imprimantes combinaient le verre avec les rubans mentionnés ci-dessus pour faire adhérer les pièces. Peu de temps après, certains sprays fixateurs ont commencé à apparaître, qui ont évolué vers la gamme complète qui existe aujourd'hui.

Image 5 : Plateau d'impression avec verre

Filaments

Même aujourd'hui, les matériaux les plus utilisés en impression 3D, le PLA et l'ABS, étaient les seuls matériaux disponibles au début de ce secteur. Le PLA était le matériau utilisé par tous les utilisateurs grâce à sa facilité d'impression, son prix et sa finition. Le filament d'ABS est apparu en raison de la demande de la part des utilisateurs industriels, puisqu'ils étaient familiers avec ce thermoplastique, un plastique avec de bonnes propriétés mécaniques et apte pour des applications directes. En 2012-2013, de nouveaux matériaux apparaissent de la main de deux grands fabricants, Kai-Parthy et Taulman3D. Kai-Parthy développe le premier filament bois, avec lequel on peut obtenir une finition vraiment similaire au bois. Taulman3D a révolutionné l'impression 3D avec les filaments nylon, qui ont ouvert le secteur à une infinité de nouvelles applications.

Imprimantes 3D
FDM HotEnd Adhérence plateau PLA Premium

Les utilisateurs plus anciens d'imprimantes 3D se souviennent sûrement de tout ce qui est mentionné ci-dessus avec un certain soulagement, voyant qu'actuellement ce secteur a évolué et qu'imprimer des pièces est beaucoup plus simple et efficace. Les utilisateurs de nouvelle incorporation à ce grand monde, nous espérons qu'ils ont appris quelque chose d'histoire et qu'ils continuent à aider à faire évoluer ce secteur.

N'hésitez pas à commenter toutes vos expériences, qu'elles soient actuelles ou les débuts de l'impression 3D, pour que nous apprenions tous.