Volume de construction d'impression 3D FDM

Les imprimantes 3D FDM sont actuellement disponibles sur le marché dans une grande variété de volumes de fabrication. Des imprimantes avec des bases de 15 x 15 cm aux bases de 50 x 50 cm. Il existe une croyance générale selon laquelle plus le volume de construction est important, mieux c'est. Cela est dû au raisonnement selon lequel tout ce qui peut être imprimé sur une petite imprimante peut être imprimé sur une grande imprimante, mais pas l'inverse.

Bien que cela soit correct en principe, et qu'il semble qu'une imprimante à grand volume n'ait aucun inconvénient par rapport à une petite, un examen plus approfondi des aspects techniques de chacun révélera des compromis importants qui peuvent faire pencher la balance en faveur de imprimantes 3D FDM petit volume.

Image 1 :Creality CR10 S5 avec socle de 50 cm. Source :Créalité

Tout d'abord, il est nécessaire d'analyser la base de fabrication. Les petites bases ont un degré de planéité beaucoup plus élevé que les grandes, car elles sont plus faciles à produire. De plus, pour éviter les déformations, plus la taille de la base est grande, plus son épaisseur doit être importante, ce qui n'est pas toujours le cas. Cela signifie que si le nivellement d'une base de 20 x 20 cm est très simple, dans les bases de 30 x 30 cm ou 40 x 40 cm, il est courant d'avoir des différences de hauteur importantes entre le centre et les angles. Ceci est particulièrement visible dans les bases en aluminium lorsqu'elles sont chauffées, car des tailles plus grandes signifient également des déformations plus importantes.

Cela rend plus difficile l'obtention d'une première couche d'impression de qualité, indispensable pour assurer une bonne adhérence sur certains matériaux. Certaines imprimantes professionnelles grand format telles que les Raise3D Pro2 et Pro2 Plus intègrent des points d'ancrage supplémentaires en plus de ceux dans les angles pour compenser ces déformations et améliorer la planéité.

Image 2 :Vue arrière de la base de construction d'un Raise3D Pro2. Source :Filament2Print

Cependant, les problèmes des imprimantes grand format par rapport aux imprimantes petit format ne se limitent pas à une moindre planéité du substrat. Une taille de base plus grande signifie également des déplacements plus longs de la tête d'impression, ce qui se traduit par des courroies et des guides plus longs. Les courroies d'entraînement plus longues sont également associées à une perte de précision de positionnement, tandis que les guides ou rails plus longs sont susceptibles de se déformer et de présenter des défauts de linéarité.

Pour compenser cela, les imprimantes de plus grand format nécessiteraient des conceptions spécifiques et des composants de meilleure qualité et des tolérances de fabrication inférieures. Cependant, c'est rarement le cas, on pourrait donc dire que la précision d'une imprimante 3D FDM diminue en fonction de sa taille.

Image 3 :Imprimante industrielle petit format Zortrax M200 Plus. Source :Zortrax

Une autre croyance répandue est que même si les pièces produites sont de petite taille, une imprimante 3D avec une base plus grande permettra de fabriquer plus de pièces à chaque fois . C'est exact, mais cela a plus d'inconvénients que d'avantages. Les temps d'impression dans l'impression 3D FDM sont proportionnels au nombre de copies imprimées simultanément. Cela signifie que la différence de temps entre la fabrication d'une production de 10 pièces et la fabrication de deux de 5 pièces est négligeable, n'augmentant que dans le temps nécessaire pour retirer les premières pièces et lancer la deuxième production. Cependant, il présente un inconvénient majeur :la probabilité d'échec augmente avec la durée du travail. La probabilité d'échec dans une production de 12 heures est toujours plus élevée que dans le cas d'une production de 6 heures. De plus, dans le cas d'exigences de production plus élevées, il est toujours préférable d'acheter deux petites imprimantes travaillant en parallèle plutôt qu'une imprimante grand format, car les temps et les pertes en cas de panne sont réduits de moitié.

Lors de la sélection d'une imprimante 3D FDM, le critère ne doit pas être de choisir la plus grande qui correspond au budget, mais la plus petite qui répond aux exigences de taille de pièce les plus courantes de l'utilisateur. Si 95% des pièces peuvent être fabriquées sur une base de 20 x 20 cm, il conviendrait d'envisager la possibilité d'acquérir une machine de petite taille et de fabriquer les plus grosses pièces en pièces puis de les assembler.