Technologies numériques/Impression 3D/Impression 3D- Intermédiaire

Cette page se concentrera sur les compétences intermédiaires en impression 3D. Vous devez être familiarisé avec l'impression 3D - Débutant avant de continuer.

Types d'imprimantes

Imprimantes

Il existe de nombreux types d’imprimantes 3D. Ces imprimantes peuvent être principalement classées en 7 catégories :

• Extrusion de matériaux
• Polymérisation en cuve
• Fusion sur lit de poudre
• Projection de matière
• Projection de liant
• Dépôt d’énergie dirigée
• Laminage de feuilles

Extrusion de matériaux

L’extrusion de matériau est la méthode d’impression 3D la plus couramment utilisée. Il s’agit de l’impression 3D où le matériau est extrudé à travers une buse sur une plaque de construction selon un chemin prédéterminé et le matériau se solidifie en un objet solide. En règle générale, les matériaux utilisés sont des plastiques tels que le PLA et l’ABS. C’est généralement l’option d’impression 3D la plus rentable, cependant, elle n’offre pas la meilleure précision dimensionnelle. Les propriétés matérielles de l’objet imprimé ne sont pas non plus si bonnes par rapport à d’autres méthodes. Les imprimantes FDM de Makerspace sont un bon exemple d’impression 3D par extrusion de matériaux.

Polymérisation en cuve

La polymérisation en cuve, également connue sous le nom de résine, l’impression 3D utilise une source lumineuse pour durcir sélectivement la résine photopolymère dans une cuve. La plaque de construction est déplacée verticalement une fois que la première couche de l’impression est durcie. Cela se fait couche par couche jusqu’à ce que l’objet entier soit construit. Après le processus d’impression, l’objet est nettoyé de la résine liquide restante et durci pour garantir les propriétés mécaniques de la pièce. La forme la plus courante de polymérisation en cuve est la stéréolithographie (SLA).

Fusion de lits de poudre

Le SLA est la plus ancienne forme de technologie d’impression 3D. Les imprimantes SLA utilisent des miroirs appelés galvanomètres avec un sur l’axe X et un sur l’axe Y. Les galvanomètres dirigent les faisceaux laser sur une cuve de résine, durcissant et solidifiant une section transversale de l’objet à l’intérieur de la zone du bâtiment. L’impression 3D résine permet d’obtenir une finition de surface plus lisse avec des détails plus fins. Makerspace propose l’impression 3D résine via des imprimantes Elegoo.

Jetting de matériaux

D’autres formes d’impression en résine incluent le traitement numérique de la lumière (DLP) et l’affichage à cristaux liquides (LCD). L’impression 3D DLP utilise un projecteur de lumière numérique au lieu d’un faisceau laser comme les imprimantes SLA. L’écran du projecteur numérique fait clignoter une image d’une couche sur la plate-forme. Cela guérit tous les points simultanément. Des écrans LED ou une source UV sont utilisés pour projeter de la lumière sur la résine. Cette lumière est dirigée vers la surface de construction par un dispositif à micromiroir numérique (DMD). L’impression 3D LCD est également appelée stéréolithographie masquée (MSLA) est similaire à DLP ci-dessus. Au lieu d’un DMD, les imprimantes LCD utilisent un écran LCD. L’écran LCD est une technologie plus récente conçue pour être une alternative abordable à la DLP et à la stéréolithographie. Il durcit une couche entière de résine à la fois en utilisant un réseau de LED ultraviolettes comme source de lumière. Il utilise un écran LCD pour masquer sélectivement la lumière UV afin que seules des zones sélectionnées soient durcies.

Jetting de liant

Les imprimantes à fusion sur lit de poudre étalent une fine couche de matériau en poudre sur un lit d’impression qui est fondu (généralement par un laser). Ce processus est répété avec la couche de poudre fusionnant à des points spécifiques avec la couche précédente jusqu’à ce que l’objet soit terminé. Le produit final est enveloppé et soutenu dans de la poudre non fondue. Cette méthode est idéale pour les pièces aux géométries complexes, mais elle a un coût de machine plus élevé avec un coût de matériau plus élevé. Cela entraîne souvent des taux de construction plus lents.

Le jet de matière implique de minuscules gouttelettes de matériau qui se déposent sur la plaque de construction. Les gouttelettes sont durcies lorsqu’elles sont exposées à la lumière. Ce processus est répété couche par couche. Ce processus permet d’imprimer différents matériaux dans le même objet. Il peut créer une finition de surface texturée. Cependant, le processus a des matériaux limités et a souvent des propriétés mécaniques plus faibles avec un coût de processus plus élevé.

Dépôt d'énergie dirigée

Le jet de liant utilise un agent de liaison liquide qui lie sélectivement les couches de poudre ensemble. La buse de l’imprimante passera sur le lit d’impression et déposera sélectivement des gouttelettes de liant sur la couche de poudre. Ce procédé combine la fusion sur lit de poudre et le jet de matière.

Le dépôt d’énergie dirigée est un processus dans lequel le matériau est alimenté et fusionné en même temps qu’il est déposé. Ceci n’est généralement effectué que sur des matériaux métalliques. C’est très similaire au soudage. Ce processus est souvent utilisé pour réparer ou ajouter des caractéristiques à des objets métalliques en imprimant sur des objets métalliques préexistants.

Lamination de feuilles

Le laminage de feuilles est techniquement considéré comme une forme d’impression 3D. Cependant, il diffère considérablement des autres méthodes mentionnées ci-dessus. Il empile et plastifie des feuilles de matériau très fin pour produire un objet 3D. La pile peut également être découpée mécaniquement ou au laser pour créer la forme finale. Il existe de nombreuses façons de fusionner les couches de matériaux telles que la chaleur et le son. Étant donné que le matériau est fusionné puis coupé, cette façon d’imprimer en 3D génère beaucoup plus de déchets que les autres technologies.Chaque marque d’imprimante aura un slicer et une façon de démarrer les impressions différents, ce qui est expliqué dans les sections suivantes.

Découpeuse

MakerBot Replicator = MakerBot Desktop (ce logiciel n'est plus mis à jour mais vous en aurez besoin pour utiliser la MakerBot 2 car il s'agit d'une imprimante retirée de la vente)

1. Ouvrez MakerBot Desktop
2. Cliquez sur ajouter un fichier
3. Sélectionnez la bonne imprimante. Nous avons l'imprimante Replicator 2. Pour ce faire, cliquez sur « appareil » dans le menu du haut. Ensuite, « sélectionnez le type d'appareil » qui peut être l'une des deux imprimantes mentionnées précédemment.
4. Envoyez votre fichier à l'appareil. Il y a deux façons de le faire, soit en utilisant une carte SD ou un câble USB.
   • Carte SD : cliquez sur « Exporter le fichier d'impression ». Les réplicateurs ne fonctionnent qu'avec des cartes SD de 2 Go (ou plus petites), si vous essayez d'utiliser quelque chose de plus grand, vous obtiendrez une « erreur de lecture de la carte SD ».
   • Câble USB : connectez votre imprimante à votre ordinateur à l'aide d'un câble USB. Vous devriez voir l'imprimante en bas de l'écran MakerBot Desktop. Cliquez sur Imprimer. Une fois que vous avez cliqué sur imprimer, vous ne pouvez malheureusement pas débrancher l'ordinateur.

Dremel = Dremel Idea Builder

1. Chargez votre fichier .stl en cliquant sur le bouton de chargement dans le menu sur le côté gauche. Vous pouvez modifier votre objet (mettre à l'échelle, déplacer ou faire pivoter) en utilisant les boutons sur le côté gauche
2. Cliquez sur construire.
3. Sélectionnez vos paramètres et votre méthode d'impression. Soit en utilisant une carte SD ou un câble USB.
   • Carte SD : Enregistrez la machine sur une carte SD et déplacez la carte SD vers l'imprimante
   • Câble USB : Utilisez un câble USB pour transférer le fichier vers l'imprimante. La bonne chose avec les Dremels, c'est que le fichier est téléchargé sur la machine. Par conséquent, vous pouvez débrancher le fil lorsque le fichier a été transféré.

Débuter l'impression

Débuter votre impression est très simple. Enregistrez simplement votre fichier sur une carte SD ou connectez votre ordinateur à l'imprimante et cliquez sur imprimer ou créer.

Dremel

Si vous utilisez un câble USB, l'impression démarre automatiquement lorsque vous appuyez sur Intégrer sur votre ordinateur. Suivez l'étape suivante si vous utilisez la carte SD.

1. Placez votre carte SD dans la fente pour carte SD lors de l'impression 3D. Cela se trouve sur le côté droit à l'avant de l'imprimante.
2. Si l'imprimante 3D n'est pas déjà allumée, allumez l'imprimante à l'aide de l'interrupteur marche/arrêt situé sur le côté droit à l'arrière de l'imprimante.
3. En utilisant l'écran avant, appuyez sur build -> L'image d'une carte SD -> sélectionnez votre fichier -> Build.

Paramètres de découpeuse personnalisés en tant qu'utilisateur intermédiaire

Cette section est en construction. Si vous souhaitez avoir plus d'informations sur les paramètres d'impression disponibles dans Cura, consultez la documentation Cura sur le site Web d'Ultimaker.

Dans la partie consacrée aux débutants en impression 3D, les paramètres de base du slicer, tels que la hauteur des couches, le pourcentage de remplissage, les supports et l'adhérence, ont été présentés. Dans cette section, des paramètres plus avancés tels que la vitesse d'impression, la taille de la buse, le type d'adhésion (...etc) seront abordés.

Pour commencer à personnaliser les réglages de votre trancheuse, vous devez accéder au menu de réglage. Pour ce faire, assurez-vous d'être dans la vue de préparation. Cliquez sur le triangle déroulant dans le coin supérieur droit. Les paramètres recommandés s'affichent automatiquement. Sélectionnez ensuite le bouton « Personnaliser » en bas de page pour personnaliser davantage vos options.

Comment modifier les paramètres

Hauteur du calque

La hauteur des couches est généralement modifiée pour augmenter la vitesse d'impression. Une hauteur de couche plus importante signifie une impression plus rapide car l'imprimante peut imprimer moins de couches pour atteindre la hauteur finale. Cependant, l'augmentation de la hauteur des couches diminue la résolution et la qualité de l'impression. Par conséquent, l'augmentation de la hauteur de couche ne doit être utilisée que pour les impressions de grande taille ne comportant pas de détails fins. Il est recommandé de maintenir la hauteur de couche entre 25 et 75 % du diamètre de la buse et un diamètre de buse de 50 % est généralement utilisé comme hauteur de couche. Si la hauteur de couche est trop faible, le plastique peut être repoussé dans la buse, ce qui crée un blocage. Si la hauteur de couche est trop élevée, les couches peuvent avoir du mal à adhérer les unes aux autres.

Dans la communauté de l'impression 3D, on parle du « nombre magique ». Il s'agit des incréments de hauteur de couche qui permettent d'obtenir les impressions les plus efficaces. Il tient compte des propriétés mécaniques des moteurs pas à pas de l'imprimante. Les « pas » effectués par le moteur pas à pas sont considérés comme des intervalles de hauteur de couche. Les hauteurs de couche sont donc définies comme des multiples de ces « pas ». Dans le cas des imprimantes Ultimaker, le chiffre magique est de 0,04 mm.

Murs

De nombreux éléments peuvent être personnalisés dans les paramètres des murs. Cura permet également à l'utilisateur de personnaliser le nombre de lignes de mur, c'est-à-dire le nombre de passages de la buse sur les murs. La modification de cette valeur modifie automatiquement la valeur de l'épaisseur du mur. Toutefois, les utilisateurs peuvent également modifier cette valeur manuellement. Les valeurs typiques de l'épaisseur des parois sont choisies en fonction de l'objectif de l'impression et du matériau utilisé. En général, les valeurs par défaut de 0,8 à 1,6 mm (3 à 4 lignes de paroi) sont suffisantes pour des impressions typiques. L'épaisseur de la paroi doit être fixée à des multiples de la taille de la buse pour une impression idéale. Si la solidité de la pièce est cruciale, utilisez des valeurs plus élevées pour l'épaisseur de la paroi, par exemple 2 à 3 mm. Si le modèle comporte des détails fins pour lesquels la résistance n'est pas nécessaire, l'épaisseur de la paroi peut être réduite à 0,4 mm. L'utilisateur peut également personnaliser la valeur d'expansion horizontale. Ce paramètre est utilisé pour compenser le rétrécissement horizontal de l'impression. Il ajoute la valeur saisie de part et d'autre du plan XY. Cette option est généralement activée lors de l'impression d'un matériau qui se rétrécit lorsqu'il est refroidi et que la précision dimensionnelle est requise. Elle n'est pas nécessaire pour l'impression de PLA.

Haut/Bas

Les couches supérieures et inférieures sont les couches situées en haut et en bas du modèle 3D. Dans Cura, l'épaisseur des couches supérieure et inférieure peut être ajustée et personnalisée. Comme pour l'épaisseur des parois, elle peut être ajustée par le nombre de couches ou par la valeur de l'épaisseur. Plus les couches sont épaisses, plus le modèle est solide. Plus les couches sont épaisses, plus l'étanchéité du modèle est élevée. Cependant, cela signifie que le modèle utilisera plus de matériau et prendra plus de temps à imprimer. Il est généralement recommandé que l'épaisseur des couches supérieure et inférieure soit d'au moins 1 à 1,2 mm, en veillant à ce qu'elle soit un multiple de la hauteur de la couche, ce qui évitera les défauts d'impression.

Remplissage

Dans la section précédente, le pourcentage de remplissage recommandé a été discuté. Dans cette section, le motif de remplissage peut également être personnalisé. Vous avez le choix entre 14 motifs différents.