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La Fabrication Additive sous tous ses angles
L’impression 3D plastique ou techniquement parlant, la fabrication additive par dépôt de matière fondue a été mis au jour en 1988 par S.Scot CRUMP, fondateur de l’entreprise STRATASYS. Ce procédé lui est apparu lorsqu’un jour, il souhaita créer un jouet pour sa fille en se servant d’un pistolet à colle électrique. Le fonctionnement consiste à un dépôt d’une matière plastique fondue à une largeur bien spécifique, couches par couches. Grâce à cette méthode, la réalisation de volumes en 3D est possible.
Le fonctionnement
La fabrication additive par dépôt de matière fondue est l’un des nombreux procédés utilisés en fabrication additive, ce dernier fait partie des méthodes les plus anciennes. Le fonctionnement n’est pas très complexe.
Tout d’abord, il faut visualiser le fonctionnement d’une imprimante 3D sur 3 axes (Z,X,Y). Cette perception est importante car elle permet la création de volumes en 3 dimensions. Les axes cités plus hauts représentent un volume en 3 dimensions : Z pour la hauteur, X pour la largeur et Y pour la profondeur.
Pour que l’imprimante puisse imprimer sur 3 axes, il faut qu’elle puisse se déplacer de manière contrôlée sur ces derniers. Pour ce faire, une imprimantes est constituées de plusieurs éléments pouvant se déplacer de manière contrainte sur chaque axe. Ces éléments sont les suivants : Le plateau, qui se déplace sur l’axe Y pour la profondeur, l’extrudeur qui se place sur l’axe Z et l’axe X pour la hauteur et la largeur.
Ci-dessous, voici les axes représentés sur une imprimantes PRUSA MK3S+ :
Une fois les déplacements sur les axes X-Y-Z , il faut comprendre comment la matière première, le plastique, est déposé couche par couche sur le plateau de l’imprimante.
Dans un premier temps, il faut comprendre ce qu’est l’extrudeur (visible sur la photo ci-dessus). L’extrudeur, c’est la pièce maitresse de l’imprimante 3D, cette pièce se déplace sur les axes X et Z (de haut en bas et de droite à gauche) – la profondeur (axe Y) est géré par la plateau. L’extrudeur possède plusieurs fonctions :
L’extrudeur fonctionne de la manière suivante : Dans un premier temps, la matière première, le plastique est déroulé de la bobine sur laquelle il est entreposé. Cette matière première est appelée filament. Ce dernier est déroulé grâce au système d’entrainement prévu à cet effet. Ce système peut être situé directement sur l’extrudeur, on parle de d’extrusion directe lorsque le système d’entrainement n’est pas situé directement sur l’extrudeur mais déporté de ce dernier, on parle de système Bowden. Peu importe comment le filament est apporté à l’extrudeur, le reste du processus et le même pour les deux systèmes.
Une fois le filament apporté dans l’extrudeur grâce au système d’entrainement, le filament passe dans la tête de chauffe, elle-même chauffée grâce au corp de chauffe. A cette étape, le filament passe de l’état rigide à l’état fondu.
Par la suite, grâce à l’alimentation continue produite par le système d’entrainement, le filament continu son chemin pour finir dans la buse d’impression. La buse d’impression applique directement le filament fondu sur le plateau ou bien sur la couche inférieure.
