Guide du débutant sur l'impression 3D – Comment démarrer avec FDM
【Introduction】
Le dépôt de fil fondu (FDM) est une méthode de fabrication additive par extrusion de matière. Les matériaux sont extrudés à travers une buse puis assemblés pour créer des objets 3D. Le FDM est généralement considéré comme la méthode d'impression 3D la plus simple, grâce à sa facilité d'utilisation, son efficacité et sa grande popularité. Aujourd'hui, les imprimantes FDM, plus simples que l'impression 3D résine et bien moins coûteuses que les méthodes à base de poudre comme le frittage sélectif par laser (SLS), dominent le marché de l'impression 3D.
【Domaines d'application】
L'impression 3D offre un éventail d'applications extrêmement large. De nos jours, de plus en plus d'entreprises y ont recours pour prototyper ou produire plus rapidement, ce qui commence à avoir un impact significatif sur tous les domaines du développement de produits, de la recherche, de l'éducation, etc.
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Industrie des biens de consommation
En raison de l'immense valeur de l'impression 3D dans la chaîne de valeur commerciale, de nombreuses entreprises et détaillants utilisent cette technologie pour personnaliser et concevoir des produits plus rapidement et s'adapter à un marché de consommation en constante évolution. Misant sur la rapidité de l'impression 3D, En matière de production, ils sont également capables de commercialiser rapidement leurs produits. Cela inclut, entre autres, les chaussures, les meubles, les bijoux, etc.
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Industrie médicale
Grâce aux progrès rapides de la fabrication flexible et aux innovations, l'impression 3D est désormais largement utilisée à des fins médicales, notamment pour la conception d'implants, la planification et la formation chirurgicales, et la fabrication de prothèses. Dans ce casL'impression 3D est utilisée dans le domaine de la radiothérapie pour créer des dispositifs personnalisés pour la modulation de la portée du faisceau, la radiothérapie conformationnelle 3D (3D CRT) ou l'application de brachythérapie.
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Industrie automobile
Dans l'industrie automobile, l'impression 3D a évolué, passant de la production de prototypes relativement simples de pièces en petite série à la personnalisation de pièces spéciales et même à l'impression 3D de voitures entières. Parfois, des maquettes à petite échelle sont imprimées à l'échelle avant le processus d'assemblage. La technologie peut également aider l'industrie en permettant de produire rapidement des prototypes et de réduire les coûts et les délais de production.
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Aérospatial
Dans l'industrie aérospatiale, l'impression 3D pour la conception et la fabrication de pièces permet d'obtenir des pièces plus légères et plus résistantes, tout en réduisant les délais de fabrication de 70 % et les coûts de 80 %. De plus, elle contribue à la protection de l'environnement en réduisant les déchets métalliques jusqu'à 95 %.
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Applications dentaires
Recherches Les données indiquent que le marché des applications dentaires imprimées en 3D devrait connaître une croissance significative. Ces applications incluent la création de couronnes, d'appareils orthodontiques, de modèles de bridges, de dispositifs de contention et même de modèles orthodontiques.
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Architecture
Idéalement, l'impression 3D permet de créer rapidement des maquettes de bâtiments à l'échelle, et ces modèles physiques sont beaucoup plus populaires que ceux rendus par ordinateur sur un écran. De plus, l'impression 3D permet même de créer des bâtiments entiers et des structures urbaines, comme la première passerelle piétonne imprimée en 3D à Madrid, en Espagne.
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Archéologie et restauration d'œuvres d'art
L'impression 3D pour les musées et l'archéologie permet de reproduire fidèlement des artefacts à des fins d'étude par les chercheurs. Cette technologie est largement utilisée par les musées en raison du risque élevé de casse ou d'endommagement des objets anciens lors de leur transport. La numérisation et l'impression 3D permettent de restaurer ces artefacts.
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médecine légale
Dans le domaine des sciences forensiques, l'utilisation de l'impression 3D permet des avancées majeures dans la résolution d'affaires non élucidées grâce à l'impression instantanée de crânes, d'empreintes de chaussures, etc.
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Industrie cinématographique
Dans l'industrie cinématographique, les laboratoires et les sociétés de production utilisent désormais plus largement l'impression 3D pour la préparation du maquillage et les effets spéciaux afin de créer des personnages, ce qui réduit considérablement le coût du processus et le gaspillage des matériaux utilisés.
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Éducation
Les applications de la technologie d'impression 3D dans l'éducation sont innombrables. Dans certains établissements d'enseignement supérieur, l'apprentissage théorique, dispensé dans les manuels scolaires, cède la place à un apprentissage expérimental et par projets. Grâce à cette technologie, les élèves peuvent concrétiser leurs idées et réaliser des projets utiles à la société.
【Composants principaux】
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Interface de contrôle
Certaines imprimantes 3D modernes sont équipées d'une interface de contrôle permettant d'afficher des informations et de piloter la machine. Les utilisateurs novices peuvent ainsi consulter les informations relatives à l'imprimante ou suivre l'avancement de l'impression.
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Plateforme de création
La plateforme de fabrication est la surface sur laquelle les pièces sont produites. Elle comprend généralement un plateau chauffant pour faciliter l'adhérence des pièces.
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Tête d'impression
Une imprimante peut comporter une ou plusieurs têtes d'impression, généralement composées d'une extrudeuse et d'une zone de chauffe. L'extrudeuse assure l'alimentation et le passage du filament à travers la tête d'impression. La zone de chauffe contient des éléments chauffants et des buses ; les premiers chauffent le filament afin de permettre son extrusion.
【Filaments】
Les imprimantes 3D FDM utilisent des filaments comme matériau de fabrication des pièces. Ces filaments sont essentiellement des thermoplastiques spécialement conçus pour fondre. et refroidi tout en conservant leur intégrité structurelle. Les filaments sont généralement disponibles en deux diamètres : 1,75 mm et 3 mm (ou 2,85 mm). Outre le diamètre, les filaments sont également disponibles en différents conditionnements sur bobine. Tailles. Un rapide coup d'œil au marché révèle que les tailles les plus courantes sont 500 grammes, 750 grammes, 1 kilogramme, 2 kilogrammes et 3 kilogrammes.

Les types de filaments les plus courants sont
【Mesures】
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Concevoir ou acquérir des modèles
Pour imprimer une pièce en 3D, il vous faut un modèle 3D de cette pièce. Les modèles 3D sont créés à l'aide de logiciels de modélisation 3D, tels que les logiciels de CAO (Conception Assistée par Ordinateur). Voici quelques exemples de logiciels de modélisation 3D populaires :
- Fusion 360(CAO gratuite pour une utilisation non commerciale)
- SolidWorks(payé en CAD)
- Mixer(Modélisateur de surfaces libres et organiques)
Pour les débutants, il existe des logiciels de CAO plus simples comme Tinkercad, un programme qui peut être utilisé par presque n'importe qui sans aucune expérience préalable.
Cependant, la plupart des débutants en impression 3D ne possèdent pas les compétences nécessaires pour utiliser ces logiciels. Dans ce cas, pas d'inquiétude, il existe d'autres solutions. Ces dernières années, avec la démocratisation de l'impression 3D, de nombreux sites web proposent désormais des modèles 3D. Nous avons sélectionné pour vous quatre des sites les plus populaires où vous pouvez télécharger gratuitement des modèles : Thingiverse, Cultes, Imprimables et TrucsPour une description et une comparaison des sites web, veuillez consulter le blog officiel : Meilleurs sites web de modélisation 3D de 2023.
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Préparer les modèles
Une fois le modèle finalisé dans le logiciel de conception 3D, il doit encore être préparé à l'aide d'un logiciel spécialisé : le logiciel de découpe. Ce dernier convertit le modèle en un script d'instructions machine. Après avoir importé le modèle 3D dans le logiciel de découpe, vous pouvez ajuster de nombreux paramètres importants, tels que la vitesse et la température d'impression, l'épaisseur des parois, le taux de remplissage, la hauteur des couches, etc. Le fichier résultant contient du G-code, le langage de l'imprimante 3D et de la machine CNC. Il s'agit essentiellement d'une longue suite d'instructions que l'imprimante 3D suivra pour construire le modèle.

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Supports
L'une des principales fonctions des logiciels de découpe est d'analyser le modèle et de déterminer s'il convient de générer des supports. Plus précisément, les pièces présentant d'importants porte-à-faux nécessitent des supports.Les logiciels de découpe permettent de choisir l'emplacement et la densité des supports, et certains logiciels permettent même à l'utilisateur de choisir différents types de structures de support, plus faciles à retirer ou plus stables.
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Remplissage
Le remplissage, ou volume de matière, est essentiel à la solidité, au poids et au temps d'impression de la pièce. Vous pouvez ajuster le motif et la densité de remplissage à l'aide du logiciel de découpe. La densité de remplissage, exprimée en pourcentage, correspond au degré de remplissage de la pièce. Une pièce sans remplissage (0 %) est creuse, tandis qu'une pièce remplie à 100 % est entièrement pleine. Pour la plupart des impressions standard, une densité de remplissage de 15 à 50 % est recommandée. Si vous souhaitez renforcer la pièce, augmentez le remplissage. Notez cependant qu'une densité de remplissage plus élevée nécessite davantage de filament et allonge le temps d'impression.
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Télécharger les fichiers du modèle
Pour transférer les fichiers de modèles, les imprimantes proposent généralement deux méthodes : la transmission sans fil et la transmission USB. Vous devez convertir l'image du modèle 3D au format d'impression 3D, puis transférer le fichier après avoir connecté votre ordinateur à l'imprimante, ou le transférer directement via le port USB. Lancez l'impression une fois le transfert terminé.
【Conseils de dépannage】
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Gauchissement
Cela se produit généralement lorsque les matériaux déposés refroidissent, se rétractent (légèrement) et tirent sur les couches inférieures, ce qui les fait se décoller de la carte de la plateforme d'impression. -
Cordage
Un excès de fil sur le modèle peut être dû à un réglage incorrect de l'accordage, de la température ou de la rétraction. -
Buses bloquées
Si vous entendez des bruits étranges provenant de la tête d'impression et que vous constatez que le filament n'est pas extrudé par la buse (ou qu'il l'est faiblement), il se peut que la buse soit bouchée. Cela peut être dû à une mauvaise qualité du filament, à une mauvaise régulation de la température ou à un type de filament inadapté. -
Décalage de couche
Cela peut être dû à un léger tremblement de l'axe Z ou à une vitesse d'impression excessive. -
Sous-extrusion
La sous-extrusion se produit lorsque la quantité de filament extrudée est insuffisante lors de l'impression. Vous vous en apercevrez par la présence d'espaces entre les couches. -
Surextrusion
La surextrusion est le problème inverse : elle consiste à expulser une quantité excessive de filament. Cela peut entraîner des chutes de couches, des irrégularités et, globalement, un résultat médiocre.
Pour des conseils de dépannage et de réparation plus courants, vous pouvez vous référer à
【Gardez-le propre】
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Nettoyage de la plateforme
La plateforme peut être nettoyée en commençant par retirer les filaments restants sur le plateau chauffant à l'aide du grattoir, puis en l'essuyant délicatement avec un chiffon de flanelle non pelucheux.
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Ajutage Rrésidu Cpenché
Préchauffez la buse à la température appropriée en fonction des filaments, puis retirez lentement les filaments usagés. À l'intérieur, utilisez une pince à épiler, ou retirez l'embout pour un nettoyage complet.
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Autres
Nettoyez les débris sous le châssis de l'imprimante 3D, lubrifiez bien les pièces qui manquent d'huile et essuyez l'huile sur le moteur, le filament et les autres composants avec un chiffon propre.
【Recommandations】
Si vous êtes débutant ou si vous recherchez des imprimantes 3D FDM bon marché mais performantes,
Si vous êtes plus ambitieux en matière d'impression 3D et que vous disposez d'un budget plus important, vous devriez absolument envisager cette option.
Pour ceux qui se spécialisent dans l'impression 3D ou qui ont besoin d'une nouvelle machine pour leur magasin,
Quels que soient vos objectifs ou votre budget, il existe forcément une machine qui vous convient. Bienvenue dans le monde de l'impression FDM !
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