FDM 3D Printing - How to Prototype Like a Pro

Summary

Le FDM (Modélisation par Dépôt de Fil fondu) est une technologie d'impression 3D économique et polyvalente qui construit des pièces couche par couche à partir de filament thermoplastique. Elle se distingue par trois caractéristiques principales : les couches, le matériau de support et l'infill. L'orientation des couches et la hauteur influencent la qualité de la surface et la résistance des pièces, tandis que le matériau de support permet d'imprimer des géométries complexes. L'infill détermine la solidité et le coût de l'impression. Les matériaux courants incluent le PLA, l'ABS et l'ASA. Des innovations récentes incluent le renfort en fibre de carbone, l'intégration d'électronique et l'impression de métal.

Takeaways

• 😀 FDM (Modélisation par Dépôt de Fusion) est une technique d'impression 3D où un filament plastique est extrudé par une tête d'impression chauffée, créant des objets couche par couche.
• 😀 Le terme FDM a été déposé par Stratasys et popularisé dans la scène des makers grâce au mouvement RepRap, mais il est couramment utilisé au lieu de FFF (Fabrication par Filament Fondu).
• 😀 La qualité de la surface d'un objet imprimé en FDM dépend de la hauteur des couches : des couches plus épaisses permettent une impression plus rapide mais laissent une finition plus rugueuse.
• 😀 Les objets imprimés en FDM sont anisotropes, ce qui signifie qu'ils sont plus résistants dans une direction (celle des couches) et moins dans l'autre.
• 😀 La règle YHT est utilisée pour déterminer si une zone d'une impression FDM nécessite un matériau de support : les angles supérieurs à 45° n'ont pas besoin de support, tandis que les structures horizontales complexes en ont besoin.
• 😀 L'infill (structure interne) dans une impression FDM peut être ajusté pour optimiser la résistance, le temps et le coût : un pourcentage plus élevé signifie une meilleure résistance mais une impression plus longue.
• 😀 L'ASA (Acrylonitrile Styrene Acrylate) est un matériau récent qui offre des caractéristiques similaires à l'ABS, mais avec une facilité d'impression accrue.
• 😀 Les matériaux les plus courants pour l'impression FDM sont le PLA et l'ABS, mais des matériaux spécialisés comme l'ASA et les composites à base de fibres de carbone offrent des performances supérieures.
• 😀 Des avancées récentes en FDM incluent des impression de pièces renforcées avec des fibres de carbone, offrant une résistance comparable à celle de l'aluminium.
• 😀 Certaines imprimantes FDM permettent d'intégrer des composants électroniques, comme des circuits et des batteries, en déposant des pâtes métalliques mélangées à des polymères thermoplastiques.
• 😀 L'impression 3D FDM métallique permet de créer des pièces en métal grâce à des filaments imprégnés de poudre métallique, suivis d'un traitement thermique pour fusionner les particules métalliques.

Q & A

Qu'est-ce que le FDM (Modélisation par Dépôt de Fusion) ?

Le FDM est une technologie de fabrication additive, également connue sous le nom de Fabrication de Filament Fusionné (FFF). Elle consiste à faire fondre un filament plastique et à l'extruder à travers une buse chauffée pour créer des objets couche par couche.

Pourquoi existe-t-il deux noms pour cette technologie, FDM et FFF ?

Le terme FDM a été déposé en tant que marque par Stratasys, une entreprise majeure dans le domaine, tandis que FFF (Fabrication de Filament Fusionné) est une dénomination alternative utilisée par la communauté des makers. Dans cette vidéo, on utilise principalement le terme FDM.

Comment fonctionne un imprimante FDM ?

Une imprimante FDM fait fondre un filament plastique et l'extrude à travers une buse chauffée, qui se déplace sur la plateforme de construction. Le plastique est déposé couche par couche, formant progressivement l'objet. Les couches s'agglutinent entre elles lorsqu'elles refroidissent, formant un objet solide.

Quelle est l'importance de l'orientation des couches dans un objet imprimé en FDM ?

L'orientation des couches influence la résistance de la pièce, car les objets imprimés en FDM sont anisotropes, ce qui signifie qu'ils sont plus solides dans une direction que dans une autre. L'orientation du modèle affecte la performance et la solidité de la pièce en fonction de la direction des charges appliquées.

Qu'est-ce que le concept d'infill en FDM ?

L'infill, ou remplissage interne, est la structure à l'intérieur de la pièce imprimée. Il permet de réduire la quantité de matériau utilisé et le temps d'impression tout en maintenant la solidité de la pièce. Le pourcentage d'infill peut être ajusté en fonction des besoins de performance.

Quel est l'impact de la hauteur des couches sur la qualité d'une impression FDM ?

La hauteur des couches affecte directement la finition de surface de la pièce imprimée. Des couches plus épaisses permettent une impression plus rapide mais produisent une surface plus rugueuse. En revanche, des couches plus fines génèrent une finition plus lisse mais prennent plus de temps à imprimer.

Comment fonctionne la règle YHT pour les supports en impression FDM ?

La règle YHT détermine quand des supports sont nécessaires. Le 'Y' indique que les surplombs supérieurs à 45° ne nécessitent généralement pas de supports. Le 'H' signifie que des sections horizontales de moins de 20 mm peuvent être imprimées sans supports, tandis que le 'T' indique que les surplombs horizontaux doivent être soutenus.

Quels matériaux sont couramment utilisés en FDM ?

Les matériaux les plus couramment utilisés en FDM sont le PLA (acide polylactique), qui est facile à imprimer et biodégradable, et l'ABS (acrylonitrile butadiène styrène), qui est plus robuste mais plus difficile à imprimer en raison du risque de déformation. Le ASA (acrylonitrile styrène acrylate) est aussi populaire en raison de sa résistance aux intempéries et de sa facilité d'impression.

Quels sont les avantages du matériau ASA par rapport à l'ABS ?

L'ASA offre des propriétés similaires à l'ABS, mais il est plus facile à imprimer et présente une meilleure résistance aux intempéries, ce qui le rend idéal pour les applications extérieures.

Quelles innovations récentes ont été introduites dans l'industrie du FDM ?

Les dernières innovations dans l'industrie du FDM incluent l'impression de pièces renforcées avec des fibres de carbone, l'intégration d'électronique dans les pièces imprimées (comme les circuits et les batteries), et l'impression métallique, où des fils imprégnés de poudre métallique sont utilisés pour créer des pièces robustes en métal.

Qu'est-ce que l'impression FDM avec fibres de carbone et quels sont ses avantages ?

L'impression FDM avec fibres de carbone utilise un filament renforcé de fibres continues pour créer des pièces aussi solides que l'aluminium. Cette approche composite permet d'obtenir des pièces très résistantes sans avoir besoin de post-traitement, ce qui les rend prêtes à l'emploi directement après l'impression.