FFF industriel vs imprimantes 3D de bureau : différences clés expliquées

L'impression 3D a reçu beaucoup d'attention au cours de la dernière décennie, mais ce n'est guère une nouvelle invention. Hideo Kadama a été le pionnier de ce qui est maintenant connu sous le nom de fabrication additive en 1981 lorsqu'il a décrit un système de prototypage rapide capable de construire des modèles en utilisant plusieurs couches de photopolymères solidifiés. Depuis lors, les ingénieurs n'ont pas cessé d'innover avec l'impression 3D. L'industrie a même donné naissance à une gamme d'applications médicales, produisant des vessies, reins, jambes prothétiques et vaisseaux sanguins imprimés en 3D, tous entre 1999 et 2010 seulement.

Sans doute l'ère la plus importante dans l'histoire de l'impression 3D est le milieu des années 2000, lorsque la fabrication additive est devenue de plus en plus démocratisée. En 2009, les anciens brevets sur la fabrication par filament fondu (FFF) ont expiré et les imprimantes de bureau ont envahi le marché. Maintenant, les amateurs et les ingénieurs établis peuvent créer des conceptions CAO et construire à peu près tout ce qu'ils veulent, des boulons aux jouets aux armes à feu. Cependant, il y a une grande différence entre le modélisation par dépôt de filament fondu (FDM) de qualité industrielle, le nom de marque Stratasys pour FFF, et l'extrusion de filament à domicile.

La technologie partagée de l'industriel et du bureau FFF

L'industriel et le bureau FFF partagent les mêmes processus de base, ce qui signifie qu'ils utilisent tous les deux une buse chauffée pour fondre le matériau thermoplastique et l'extruder une couche à la fois jusqu'à ce qu'un produit solide soit formé. De plus, les avancées récentes dans l'extrusion de filament de bureau les ont rendus un peu plus proches des capacités techniques de l'impression industrielle.

Le FFF industriel est connu pour sa haute précision car il a des contrôles plus serrés en raison des paramètres de traitement pendant l'impression. Les imprimantes FFF industrielles utilisent des algorithmes de calibration, des chambres chauffées, la double extrusion et des températures d'impression plus élevées pour garantir une impression de haute qualité. De nombreuses imprimantes à extrusion de filament de bureau haut de gamme sur le marché possèdent ces mêmes fonctions et peuvent même produire des pièces avec une précision dimensionnelle relativement élevée et une taille de caractéristique minimale, approchant la nuance atteinte par le FFF industriel.

Cependant, les amateurs et les ingénieurs ont été connus pour confondre l'impression de bureau avec l'impression de qualité industrielle. De nombreux ingénieurs utilisent l'extrusion de filament à petite échelle pour des fins de prototypage. Cependant, les prototypes produits via le FFF de bureau n'atteindront pas les mêmes propriétés mécaniques que ceux créés en utilisant la technologie de qualité industrielle. Au-delà des similitudes technologiques fondamentales et de la capacité de détail, les FFF industriels et de bureau diffèrent significativement.

Différences clés entre le FFF industriel et l'extrusion de filament

Le FFF de qualité industrielle, populaire parmi les fabricants additifs, est conçu pour des séries de production faibles à moyennes, l'impression de moules pour le moulage par injection à faible tirage, et la production rapide de grands prototypes. Ces imprimantes ont des zones d'impression plus grandes, donc elles peuvent soit produire une ou deux grandes pièces, soit plusieurs copies de pièces plus petites lors d'une seule impression. Les imprimantes de qualité industrielle, comme la Stratasys F900, sont également connues pour leur répétabilité et leur fiabilité. On ne peut pas en dire autant des imprimantes 3D à domicile.

Les imprimantes plus petites ne peuvent également pas répondre aux certifications de matériaux requises pour les applications FFF de qualité industrielle. Par exemple, l'ULTEM® (PEI) est l'un des rares matériaux sur le marché qui satisfait aux réglementations sur la toxicité du feu et de la fumée pour une utilisation dans l'aérospatiale, et il est incompatible avec les imprimantes de bureau. Des résultats similaires ne peuvent pas être reproduits. La même chose s'applique aux matériaux de support solubles et à la grande variété de plastiques d'ingénierie utilisés avec le FFF de qualité industrielle.

Pendant le traitement, ces matériaux sont souvent traités avec des additifs pour leur donner certaines propriétés que les ingénieurs recherchent lors de la construction de produits pour des cas d'utilisation industriels, comme la résistance chimique ou une plus grande résistance. En tant que tel, le FFF industriel est un excellent choix pour fabriquer des prototypes, des pièces spécialisées et des produits de consommation à haute performance comme l'emballage alimentaire et pharmaceutique.

Une imprimante de bureau, mieux adaptée à ceux qui veulent prototyper de petits volumes de pièces ou expérimenter l'extrusion de filament pendant leur temps libre, peut également être utilisée pour des séries de production à faible volume de pièces fonctionnelles à une échelle bien plus petite. Grâce à l'attention médiatique généralisée et à la popularité croissante de l'impression 3D, les matériaux d'impression de bureau sont largement disponibles. Le PLA standard est facile à imprimer et peut créer des détails plus fins que les amateurs peuvent rechercher dans les jouets ou les modèles complexes, tandis que l'ABS offre une plus grande résistance et une stabilité thermique.

L'impression avec une imprimante à domicile est également beaucoup plus abordable que l'impression avec le FFF industriel. Une bonne imprimante de bureau coûte environ 50 000 $, comparé aux machines industrielles, qui coûtent souvent des centaines de milliers de dollars entièrement équipées. Cependant, les imprimantes à extrusion de filament à domicile nécessitent un niveau élevé de maintenance utilisateur et une calibration quasi constante, pour laquelle les ingénieurs et les grands fabricants n'ont pas nécessairement le temps. Néanmoins, une imprimante à extrusion de filament à petite échelle est un bon choix pour les amateurs.

Quel est le verdict ?

Les consommateurs devraient faire attention à ne pas confondre le FFF industriel avec le FFF de bureau, ou supposer qu'ils peuvent obtenir les mêmes avantages d'une machine qu'ils auraient de l'autre. Le FFF industriel sera le plus bénéfique pour les ingénieurs en raison de la grande taille de construction des machines et des propriétés mécaniques spéciales permises par le FFF de qualité industrielle. Pour les amateurs ou les entreprises cherchant à faire des prototypes simples, une petite imprimante 3D de bureau fera très bien l'affaire pour des constructions rapides et rentables.

Chez Fast Radius, nous aidons les ingénieurs et les concepteurs à donner vie à leurs idées en utilisant le modélisation par dépôt de filament fondu industriel et d'autres processus dynamiques. Notre équipe dédiée d'experts en ingénierie verra votre prochain projet jusqu'au bout, de l'idéation à la fabrication jusqu'à l'exécution. Contactez-nous dès aujourd'hui pour un devis.

Prêt à en savoir plus sur les différents types d'imprimantes et de processus ? Jetez un œil aux articles de blog connexes dans notre centre de ressources.

Prêt à fabriquer vos pièces avec Fast Radius ?

Demandez un devis