Pourquoi le ventilateur de couche est crucial pour le succès de l'impression FDM

Quand on parle des pièces fonctionnelles d'une imprimante 3D FDM, le ventilateur de couche est l'un des composants les plus importants que l'on peut trouver. Une imprimante 3D a généralement deux ventilateurs dans la zone du HotEnd, l'un chargé de refroidir le diffuseur du HotEnd et l'autre qui refroidit le matériau qui sort de la buse. Dans cet article, nous parlerons de ce dernier, le ventilateur de couche.

Quand est-il nécessaire

Tous les utilisateurs ont essayé d'imprimer une pièce avec des zones de petite surface, où la buse se déplace constamment dans la même zone, un processus qui cause un excès de température qui ramollit la pièce. La même chose se produit lors de l'impression de pièces hautes et minces, comme un cylindre de petit diamètre, où la chaleur s'accumule dans la même zone et déforme catastrophiquement la pièce. Une autre déformation typique est celle qui se produit dans les porte-à-faux très prononcés, où le matériau encore chaud se déforme par l'action d'être suspendu dans l'air, jusqu'à ce qu'il se solidifie.

Tous ces problèmes sont résolus simplement en utilisant correctement le ventilateur de couche.

Image 1 : Petites pièces sans et avec ventilateur de couche.

Matériaux compatibles

Avant de commenter comment configurer le ventilateur de couche, l'utilisateur doit prendre en compte avec quels matériaux il est recommandé d'utiliser le ventilateur de couche et avec lesquels non.

PLA

Le PLA est le matériau par excellence qui a besoin du ventilateur de couche, en raison de son bas point de ramollissement. Cela signifie que si la buse reste dans la même zone pendant de courts períodos, la pièce subira une déformation irréversible. Pour cette raison, le ventilateur de couche est un composant crucial dans toutes les imprimantes 3D FDM qui utilisent du PLA ou quelque matériau composite contenant ce polymère comme base.

ABS

Ce matériau et ses similaires, comme l'ASA, sont totalement incompatibles avec le ventilateur de couche. C'est parce que l'ABS est très sensible à la perte de température face aux courants d'air, de tels pics brutaux qui causent le cracking (délamination des couches) et l'échec total de l'impression. Pour cette raison, il est vital d'utiliser l'ABS et l'ASA avec des imprimantes 3D totalement fermées.

Autres

En dehors des matériaux discutés ci-dessus, en impression 3D FDM, il existe beaucoup plus de types de filaments et chacun avec une configuration d'impression différente, pour cette raison un tableau avec la majorité des matériaux disponibles est montré ci-dessous et il est indiqué s'ils ont besoin ou non du ventilateur de couche :

Matériau	Ventilateur de couche
PLA	Oui
ABS	Non
Flexible	Oui
HiPS	Non
PETG	Oui
Nylon	Non
ASA	Non
PC	Non
PP	Oui
PVA	Oui

Tableau 1 : Ventilateur de couche selon le matériau.

Conseils d'expert

Une fois que l'utilisateur sait déjà s'il a besoin ou non d'utiliser le ventilateur de couche, il doit savoir comment l'utiliser et quand.

Au début d'une impression, l'utilisateur a besoin que la première couche adhère à la base avec une fermeté suffisante pour qu'elle ne se décolle pas pendant l'impression. Cela s'obtient, non seulement en utilisant un produit qui améliore l'adhérence, mais aussi en maintenant la température stable, donc le ventilateur de couche doit être éteint pendant les deux premières couches. Une fois que l'impression a une certaine hauteur, la vitesse du ventilateur de couche doit être ajustée à la géométrie de la pièce à chaque couche. En général, il y a deux cas où la vitesse doit être variée : quand le temps d'impression d'une couche est supérieur à 5 secondes et quand il est inférieur à 5 secondes. Dans le premier cas, la vitesse du ventilateur de couche doit être augmentée linéairement de 70 % avec des temps de couche de 20 secondes ou plus, jusqu'à 100 % avec des couches de 5 secondes. Quand le temps de couche est inférieur à 5 secondes, l'utilisateur doit utiliser le ventilateur de couche à 100 % de vitesse, ce qui est parfois une vitesse insuffisante qui cause une déformation de la pièce. Ce problème, qui survient généralement quand on fabrique des pièces étroites et hautes, se résout en imprimant plusieurs pièces séparées simultanément autant que possible pour que chaque couche ait le temps de refroidir.

Tout logiciel de tranchage (Cura, Simplify3D, Slic3r...) permet de modifier la vitesse du ventilateur de couche à la hauteur de la pièce que l'utilisateur veut.

Image 2 : Configurer ventilateur de couche dans Simplify3D. Source : Simplify3D.

Conclusion

Il est important que tous les utilisateurs d'une imprimante 3D FDM sachent comment utiliser correctement le ventilateur de couche, car c'est un complément qui élève la qualité et la complexité des pièces.