La différence entre les imprimantes FFF de qualité industrielle et les imprimantes 3D de bureau

L'impression 3D a reçu beaucoup de buzz au cours de la dernière décennie, mais ce n'est pas une nouvelle invention. Hideo Kadama a été le pionnier de ce que l'on appelle aujourd'hui la fabrication additive en 1981 lorsqu'il a décrit un système de prototypage rapide capable de construire des modèles utilisant plusieurs couches de photopolymères solidifiés. Depuis, les ingénieurs n'ont cessé d'innover avec l'impression 3D. L'industrie a même donné naissance à un éventail d'applications médicales, produisant des vessies, des reins, des prothèses de jambe et des vaisseaux sanguins imprimés en 3D, le tout entre 1999 et 2010 seulement.

L'ère la plus importante de l'histoire de l'impression 3D est sans doute le milieu des années 2000, lorsque la fabrication additive s'est de plus en plus démocratisée. En 2009, les anciens brevets sur la fabrication de filaments fusionnés (FFF) ont expiré et les imprimantes de bureau ont inondé le marché. Désormais, les amateurs et les ingénieurs confirmés peuvent créer des conceptions CAO et construire à peu près tout ce qu'ils veulent, des boulons aux jouets en passant par les armes à feu. Cependant, il existe une grande différence entre la modélisation par dépôt par fusion (FDM) de qualité industrielle, le nom de marque Stratasys pour FFF et l'extrusion de filaments à domicile.

La technologie partagée des FFF de qualité industrielle et de bureau

Les FFF de qualité industrielle et de bureau partagent les mêmes processus de base, ce qui signifie qu'ils utilisent tous deux une buse chauffée pour faire fondre le matériau thermoplastique et l'extruder une couche à la fois jusqu'à ce qu'un produit solide soit formé. De plus, les progrès récents dans l'extrusion de filaments de bureau les ont rapprochés un peu plus des capacités techniques de l'impression de qualité industrielle.

Le FFF industriel est connu pour sa grande précision car il a des contrôles plus stricts en raison des paramètres de traitement lors de l'impression. Les imprimantes FFF industrielles utilisent des algorithmes d'étalonnage, des chambres chauffées, une double extrusion et des températures d'impression plus élevées pour garantir une impression de haute qualité. De nombreuses imprimantes de bureau à extrusion de filaments 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 minimale, se rapprochant de la nuance obtenue par le FFF industriel.

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

Différences clés entre le FFF de qualité industrielle et l'extrusion de filaments

Le FFF de qualité industrielle, populaire parmi les fabricants d'additifs, est conçu pour les petites et moyennes séries, l'impression de moules pour le moulage par injection en petites séries et la production rapide de grands prototypes. Ces imprimantes ont des zones d'impression plus grandes, de sorte qu'elles peuvent produire une ou deux grandes pièces ou plusieurs copies de petites pièces au cours 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 domestiques.

Les petites imprimantes ne peuvent pas non plus répondre aux certifications matérielles requises pour les applications FFF de qualité industrielle. Par exemple, 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. Il en va de même pour les matériaux de support solubles et la grande variété de plastiques techniques utilisés avec les 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 la fabrication de prototypes, de pièces spécialisées et de produits hautes performances destinés aux consommateurs, tels que les emballages alimentaires et pharmaceutiques.

Une imprimante de bureau, mieux adaptée à ceux qui souhaitent prototyper de petits volumes de pièces ou expérimenter l'extrusion de filaments pendant leur temps libre, peut également être utilisée pour des séries de production à faible volume de pièces fonctionnelles à une échelle beaucoup 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 stabilité thermique.

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

Quel est le résultat ?

Les consommateurs doivent veiller à ne pas confondre les FFF industriels avec les FFF de bureau, ou à supposer qu'ils peuvent obtenir les mêmes avantages d'une machine qu'ils obtiendraient 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 créer des prototypes simples, une petite imprimante 3D de bureau conviendra parfaitement pour des constructions rapides et économiques.

Chez Fast Radius, nous aidons les ingénieurs et les concepteurs à concrétiser leurs idées à l'aide de la modélisation par dépôt fondu industriel et d'autres processus dynamiques. Notre équipe dévouée d'experts en ingénierie verra votre prochain projet jusqu'au bout, de l'idéation à la fabrication en passant par la réalisation. Contactez-nous aujourd'hui pour un devis.

Prêt à en savoir plus sur les différents types d'imprimantes et de processus ? Consultez les articles de blog associés dans notre centre de ressources.

Prêt à fabriquer vos pièces avec Fast Radius ?

Commencez votre devis