Il est fréquemment reproché aux imprimantes 3D de ne pas offrir une qualité aussi bonne que lors de la création de pièces à l’aide de machines de moulage par injection. C’était peut-être le cas lorsque le marché était à la traîne. Avec les technologies actuelles, la qualité de l’impression 3D industrielle ne diffère pas des autres méthodes et les pièces imprimées peuvent être utilisées avec succès dans des produits finis. Voici ce qui fait une impression 3D de bonne qualité.
L’époque des imprimantes 3D coûteuses et imprécises est révolue. Même les imprimantes de bureau, qui ne représentaient autrefois qu’une curiosité coûteuse et une mode, ont aujourd’hui fortement baissé de prix et offrent une qualité d’impression tout à fait satisfaisante. Les imprimantes 3D professionnelles et industrielles sont également de plus en plus populaires et on les trouve dans les usines et les établissements de travail. La force de l’impression 3D à partir d’une telle machine ne doit pas être du tout différente de celle d’une machine de moulage par injection. Surtout si l’on utilise les matériaux appropriées.
Un certain nombre de facteurs influencent la qualité de l’impression 3D. Cela dépend à la fois des performances de l’imprimante elle-même, mais aussi du logiciel et du filament utilisés.
Tout d’abord, il faut éviter les imprimantes 3D bon marché. Le plus souvent, il s’agit de fabricants chinois dont le seul souci est que le produit ne coûte pas trop cher. Malheureusement, vous devez payer en conséquence pour la qualité.
Conception
En commençant par la conception – la qualité de l’impression 3D est influencée par les matériaux de la machine. La machine doit être suffisamment stable pour que les mouvements rapides des têtes ne fassent pas vibrer le matériau. Dans le pire des cas, un mouvement soudain sur l’un des axes horizontaux pourrait faire basculer l’appareil.
En ce qui concerne les imprimantes 3D industrielles fonctionnant à des températures élevées, évitez les boîtiers en plastique, qui peuvent se dégrader avec le temps.
Les axes doivent être montés sur des rails et des barres robustes. Toute imperfection sera reflétée dans les impressions. Les axes doivent être aussi rigides que possible afin que les vibrations n’affectent pas la qualité de l’impression 3D.
Pour obtenir des informations sur la qualité de la conception, il est préférable de consulter le site web du fabricant, la brochure du produit ou les spécifications techniques. Pour préserver la qualité de l’impression 3D, il faut éviter les structures ouvertes et plastiques. La table chauffante doit être fabriquée en verre de haute qualité, comme le verre borosilicate, qui résiste aux températures élevées et est également non poreux (ce qui permet d’obtenir une première couche de meilleure qualité).
Si les composants en acier alourdissent la machine, ils lui confèrent également une plus grande durée de vie et une meilleure stabilité.
Température
De même, la bonne température de chauffage a un impact sur la qualité de l’impression 3D. Si la température de la tête ou de la table est trop élevée ou trop basse, l’impression présentera des artefacts et des imperfections. Si la température est trop basse, le filament peut se boucher dans la buse et une intervention est nécessaire. À l’inverse, une valeur trop élevée fera fondre le matériau sur la table ou le fera brûler dans la tête.
Par exemple, si vous prévoyez d’imprimer à partir de matériaux professionnels robustes tels que le PEEK ou l’ULTEM, vous devez choisir un appareil doté d’une température d’impression élevée. L’ULTEM nécessite une température d’impression de 350-380 °C (selon le fabricant, cela peut être un peu moins ou plus). Le PEEK – de 370 à même 450 °C. Si vous souhaitez imprimer avec des matériaux à haute température, l’idéal est que votre imprimante 3D imprime à 500 °C.
Parmi les autres exemples de matériaux à haute température, citons le VICTREX AM™ 200 (380-420 °C) et le PEKK (340-380 °C).
En revanche, la plupart des imprimantes 3D grand format qui ne sont pas conçues pour les matériaux susmentionnés chauffent jusqu’à environ 300 °C, ce qui leur permet d’imprimer à partir de filaments tels que le PLA, l’ABS ou le nylon.
Logiciel
Le choix du logiciel est important pour la qualité de l’impression 3D. Les imprimantes sans logiciel dédié, basées sur des solutions open source, posent problème. Les préréglages prêts à l’emploi ne peuvent pas toujours garantir la qualité d’impression. Le temps qu’un ingénieur passera à affiner les réglages pour que la qualité soit satisfaisante pourrait être consacré à autre chose.
Les paramètres d’impression du logiciel doivent d’abord être réglés conformément aux recommandations du fabricant du matériau. Après quelques impressions d’essai, l’opérateur de la machine sera en mesure de reconnaître les paramètres à améliorer pour obtenir une qualité d’impression 3D satisfaisante.
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La qualité n’est pas toujours synonyme de durabilité. Même les plus belles impressions, sans artefacts ni imperfections et correctement lissées, peuvent être de faible durabilité. En fonction de nos besoins, nous pouvons renoncer à la qualité au profit de la durabilité et vice versa, mais certaines situations exigent que les deux paramètres soient maintenus à un niveau élevé.
Vous trouverez ci-dessous une liste des éléments qui affectent la durabilité de l’impression 3D.
Le matériau utilisé est probablement la question la plus importante pour la durabilité de l’impression 3D. Le PLA de mauvaise qualité se casse ou se déforme rapidement lorsqu’il est exposé à la chaleur. Il en va de même pour l’ABS, qui s’effritera si l’impression est de mauvaise qualité.
Pour obtenir une impression 3D très résistante, il faut utiliser des matériaux de qualité provenant de fabricants réputés. Les matériaux tels que le PEEK et l’ULTEM sont particulièrement résistants. Ces deux derniers nécessitent des températures de chauffage élevées, de sorte que toutes les imprimantes 3D disponibles ne sont pas en mesure de gérer ces filaments. Parmi les imprimantes capables d’imprimer à partir du PEEK, citons la 3DGence Industry F421 et son homologue plus petite, la Industry F350.
Certains logiciels d’impression proposent des préréglages prêts à l’emploi pour une impression 3D robuste.
Avant tout, il faut veiller à ce que le bon remplissage soit en place. Un modèle creux ne sera pas très résistant. En revanche, si vous investissez dans le remplissage intégral, une telle impression sera très difficile à détruire. Bien sûr, le remplissage complet nécessite beaucoup de filament et prend beaucoup de temps. Il vaut la peine de tester les différentes options de remplissage disponibles pour obtenir un rapport satisfaisant entre la résistance et la quantité de matériau nécessaire.
La qualité de l’impression 3D industrielle diffère de celle des imprimantes domestiques non seulement en raison de la possibilité d’utiliser des thermoplastiques professionnels, mais aussi de la température de la chambre.
La plupart des imprimantes 3D de bureau n’ont pas une conception fermée, ce qui signifie qu’il est plus difficile de maintenir une température de fonctionnement constante. Les appareils industriels ont une chambre fermée, dans certains cas avec un chauffage actif supplémentaire, ce qui permet un meilleur contrôle pendant le fonctionnement.
Les fluctuations de température pendant l’impression peuvent provoquer la délamination du modèle. La chambre fermée, qui a un impact sur la qualité de l’impression 3D industrielle, maintient une température constante à l’intérieur de l’appareil et évite les problèmes tels que la délamination, ou le décollement de la première couche.
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Comme mentionné ci-dessus, la chambre fermée permet de maintenir une température constante pendant l’impression.
Ce qu’aucune imprimante 3D domestique (de bureau) ne contient, c’est un système avancé de gestion des matériaux. De nombreuses imprimantes professionnelles conçues pour des solutions industrielles disposent d’une chambre dédiée aux filaments, où le matériau peut être séché davantage avant d’être introduit dans l’extrudeur.
Un exemple d’une telle chambre est la solution MMS (Material Management System) de 3DGence. Un tel système garantit un haut degré de contrôle du processus d’impression du début à la fin. Chaque matériau est muni d’une étiquette NFC, ce qui permet à la machine d’envoyer directement au programme des informations sur le matériau et ses paramètres. Le matériau est ensuite séché dans la solution 3DGence MMS. Après l’impression, le modèle est soumis à un recuit à haute température. Cela nous permet de nous débarrasser des tensions dans la pièce, ce qui améliore considérablement sa résistance.
Quelle machine choisir, alors, pour répondre aux critères de qualité et de durabilité ? Les imprimantes bon marché de fabricants peu connus sont à éviter absolument.
Les imprimantes de bureau ne sont pas adaptées aux solutions industrielles. L’achat d’une telle imprimante pour une entreprise industrielle ne sera qu’un gaspillage d’argent, car les impressions ne satisferont pas aux exigences de qualité. Si vous recherchez une imprimante 3D pour votre entreprise qui offre des impressions durables et de haute qualité, il est préférable d’opter pour une gamme de fabricants réputés tels que 3DGence.
N’oubliez pas que la qualité ne dépend pas uniquement de la machine elle-même. Vous devez également investir dans les bons filaments et logiciels pour obtenir des impressions solides.
Si vous avez d’autres questions, nos experts se feront un plaisir de vous répondre.
