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Le FDM est une technique d’impression 3D très populaire et efficace, utilisée à la fois par les professionnels et les amateurs. C’est aussi probablement la méthode qui vient à l’esprit lorsque quelqu’un évoque l’impression 3D.
Découvrez comment fonctionne l’impression 3D FDM et comment cette technologie peut aider votre entreprise, que ce soit pour le prototypage rapide ou la production.
La fabrication de filaments fondus (FFF), communément appelée impression 3D par dépôt de fil (ou Fused Deposition Modeling, FDM), est une technique de fabrication additive. Pour créer les objets physiques finis, des filaments de polymères thermoplastiques sont utilisés. La tête d’impression est déplacée sous contrôle informatique pour définir la forme imprimée et ainsi déposer le matériau de filament fondu le long d’un itinéraire prédéfini pour construire des pièces imprimées en 3D, couche par couche.
Le co-fondateur de Stratasys, S. Scott Crump, a développé la technologie de fabrication par dépôt de fil en 1988. Cette forme d’impression a pu être récupérée par de nombreuses entreprises une fois le brevet de la technologie expiré en 2009. Cela a ouvert des opportunités pour les applications d’impression 3D commerciales, mais aussi DIY et open source (RepRap).
Comme nous le disions précédemment, la technologie FDM dépose le matériau fondu le long d’un itinéraire prédéfini pour construire des pièces couche par couche. Pour créer les objets physiques, des filaments de polymères thermoplastiques sont utilisés.
Ce processus fonctionne en faisant fondre et extruder le matériau à travers une buse pour imprimer en 3D une coupe transversale d’un objet, chaque couche à la fois. L’extrudeuse de l’imprimante 3D est fixée à un système à trois axes : directions X, Y et Z. Lorsque le matériau est fondu et extrudé, il est déposé à des endroits prédéterminés sur le lit d’impression 3D, où il refroidit et se solidifie. Le lit s’abaisse pour chaque nouvelle couche, et ce processus se répète jusqu’à ce que l’objet soit terminé.
Les structures de support ont également une importance particulière dans les technologies d’impression 3D à filaments. Lors de l’impression 3D avec la technologie FDM, des structures de support sont souvent nécessaires. En effet, certaines géométries, comme les surplombs, ne peuvent pas être imprimées sans support.
FDM est la technologie la plus fréquemment utilisée dans la plupart des industries. Principalement utilisée pour le prototypage, cette technique d’impression 3D peut être utilisée par toutes sortes d’industries, de la bijouterie à l’automobile ou même dans le médical. La fabrication rapide et le prototypage sont des utilisations fréquentes du FFF/FDM. Les tests itératifs sont facilités par le prototypage rapide, et la fabrication rapide peut être une option plus abordable pour les petits lots.
Les imprimantes 3D de bureau sont plus pratiques pour itérer et créer votre modèle plus rapidement, si vous savez comment en faire fonctionner une. Cependant, pour des projets ou une production plus avancés, le FDM industriel pourrait être une meilleure option, ainsi que d’autres techniques de fabrication additive telles que le frittage sélectif par laser (SLS) ou le Multi Jet Fusion (MJF)
Les imprimantes 3D FDM industrielles et de bureau ont des applications différentes. En effet, ces machines peuvent avoir différentes échelles de production. Les commandes plus importantes peuvent être exécutées beaucoup plus rapidement par les imprimantes FDM industrielles que par les machines de bureau. Ils peuvent recréer le même élément avec peu d’aide de la part des opérateurs, car ils sont conçus pour la répétabilité et la fiabilité. Ces imprimantes offriront également une meilleure précision, mais le prix de l’imprimante 3D pourrait augmenter assez rapidement.
Voyons quels types d’avantages l’impression 3D FDM peut offrir à vos projets :
Presque toutes les imprimantes FDM offrent la possibilité d’ajuster vos paramètres. Parmi eux : les températures de la buse et de la plate-forme de construction, la hauteur de la couche, la vitesse du ventilateur de construction et de refroidissement.
Concernant les caractéristiques de l’impression 3D FDM, voici les plus importantes :
Avec la technologie FDM, les couches déposées pour la création d’un pièce doivent adhérer solidement les unes aux autres. Le thermoplastique fondu extrudé via la buse de l’imprimante 3D vient se plaquer contre la couche précédemment réalisée. Cette couche refond à haute température, ce qui lui permet de se lier avec la couche précédente. De plus, la forme du matériau fondu change lorsqu’il appuie sur la couche précédemment imprimée. Cela implique que quelle que soit la hauteur de couche utilisée, les éléments FDM ont toujours une surface ondulée, avec une couche visible. C’est pourquoi vos pièces, avec des caractéristiques, des trous ou des filetages peuvent nécessiter un post-traitement.
Les imprimantes FDM fonctionnent en extrudant successivement des couches de filaments. Si votre pièce comprend un surplomb qui n’est maintenu par aucune surface en dessous, votre impression 3D va échouer. Ce type de problème est l’une des principales raisons pour lesquelles les structures de support sont très utiles pour les impressions FDM. Le retrait de ces supports peut laisser des marques sur vos pièces imprimées en 3D. Ceux-ci peuvent généralement disparaître avec le post-traitement.
Avec le FDM, la machine d’impression 3D imprime généralement uniquement les parois extérieurs des pièces, ce qui donne des pièces assez fragiles. Même si le processus peut être un peu plus long, l’ajout d’une structure interne, même avec une faible densité, peut améliorer la résistance de la pièce, sans beaucoup augmenter le temps d’impression.
L’acide polylactique, également connu sous le nom de plastique PLA, est un type de plastique à base de légumes qui commence généralement par de l’amidon de maïs ou de la canne à sucre. L’amidon végétal fermenté est généralement utilisé pour créer le monomère. La principale matière première naturelle utilisée dans l’impression 3D est ce polyester aliphatique thermoplastique. Le PLA est l’un des matériaux les plus largement utilisés pour la fabrication additive pour la production de filaments parmi tous les matériaux d’impression 3D.
Chez Sculpteo, le matériau PLA est imprimé à l’aide d’imprimantes 3D BigRep et principalement utilisé pour fabriquer de grandes pièces jusqu’à 1x1x1m.
Le filament à base de PETG le plus respectueux de l’environnement sur le marché est probablement le filament rPET. Ce filament PETG respectueux de l’environnement allie résistance et ténacité à l’imprimabilité et est disponible dans une variété de couleurs.
L’ABS (Acrylonitrile Butadiène Styrène) fait partie de la famille des polymères thermoplastiques, c’est en fait un polymère thermoplastique courant. Tout comme le PLA, l’ABS est largement utilisé pour l’impression 3D FDM. Comme son nom l’indique, l’ABS est créé à partir de polymères d’acrylonitrile, de butadiène et de styrène.
L’acier inoxydable Ultrafuse 316L est un nouveau filament métallique de qualité industrielle à usage professionnel. Créé par BASF, le filament Ultrafuse 316L est composé à 90 % d’acier inoxydable et à 10 % de liant polymère, ce qui lui permet d’être utilisé dans n’importe quelle imprimante FDM/FFF.
Le matériau se caractérise par ses propriétés mécaniques impressionnantes et son faible coût de production, ce qui en fait l’un des matériaux les plus abordables pour l’impression 3D métal.
Ultrafuse® 17-4 PH est un filament métallique, conçu pour la création de composants métalliques en acier inoxydable 17-4 PH. Ce matériau Ultrafuse® 17-4 PH se caractérise par sa résistance impressionnante. C’est aussi l’un des matériaux les plus abordables pour l’impression 3D métal.
Le 17-4 PH et le 316L sont parmi les matériaux en acier inoxydable les plus utilisés, cependant, ces deux matériaux présentent des propriétés différentes concernant leur résistance à la traction, leur limite d’élasticité, leur allongement à la rupture et leur dureté.
Au début, les imprimantes 3D FDM ont été développées et inventées par Stratasys Inc. et se composent d’une buse, d’une chambre d’impression et d’un système d’alimentation en filament.
Les imprimantes FFF économiques n’étaient pas destinées à avoir une chambre d’impression. Ces machines d’impression 3D ont été développées pour être aussi efficaces et abordables que possible. En conséquence, la technologie FDM a été utilisée pour produire des prototypes très détaillés, tandis que les amateurs utilisaient principalement des appareils basés sur FFF.
En 2009, le brevet a expiré et il est désormais possible de trouver des machines FDM et FFF qui produisent des produits de qualité, tout en restant abordable. Aujourd’hui, ces technologies sont désormais considérées comme une seule et même chose.
Apprenez-en davatange sur les différences entre le FDM et le FFF.
Le FDM et SLA (stéréolithographie) sont deux techniques d’impression 3D très différentes. Avec l’impression 3D SLA, chaque couche est créée en durcissant la résine liquide à l’aide d’un laser très précis, qui peut produire des caractéristiques considérablement plus fines et est plus fiable pour fournir des résultats de haute qualité. L’impression 3D SLA est donc réputée pour ses détails fins, sa finition de surface lisse et sa qualité et sa précision suprêmes.
Utiliser un service d’impression 3D en ligne pour vos pièces FDM peut être très pratique. Tout d’abord, vous n’aurez pas à investir dans une imprimante 3D, même si les imprimantes 3D FDM sont moins chères que les imprimantes 3D industrielles SLS, cela pourrait être un avantage pour votre budget. De plus, vous n’aurez pas à vous soucier du processus d’impression, notre opérateur prendra soin de votre pièce et s’assurera de sa qualité.
Bénéficiez d’un accompagnement personnalisé lorsque vous en avez besoin. Contactez nous si vous avez des questions.
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Le FDM n’est pas recommandé pour les composants avec de petits détails en raison de sa hauteur de couche relativement importante (selon l’imprimante 3D que vous utilisez), et les produits finis sont également susceptibles d’avoir des surfaces rugueuses et nécessitent un post-traitement pour avoir une finition plus lisse.
Selon le type de résultat que vous recherchez, vos pièces FDM imprimées en 3D peuvent nécessiter un post-traitement pour obtenir une finition lisse.
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