Impression 3d par dépôt de filament fondu

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Décrire le savoir-faire / la technique

Tour d'horizon
Histoire
Différentes techniques
Open source / Open Hardware
Limites : Il faut imprimer par-dessus quelque chose. Supports. Adhérence
Enjeux, fabrication distribuée, Rep Rap, utilisation en industrie
  • Trancheur / slicer : logiciel qui découpe un objet 3D (fichier STL…) en code compréhensible par une imprimante 3D. On l'appelle trancheur car l'objet est constitué de couches, plus ou moins fines selon les réglages.
  • GCODE : syntaxe ou fichier contenant des instructions pour les machines à commande numérique. Ces instructions sont par exemple : des instructions de déplacement, de température (chauffe le plateau à 200°), etc. Voir la section : Comprendre le GCODE
  • FDM : Dépôt de Filament Fondu. C'est la technique d'impression 3D la plus répandue, où on chauffe du filament qui fond et permet l'impression d'un objet couche par couche. Il existe d'autres techniques d'impression 3D, comme la stéréolithographie (impression résine).
  • CAO : Conception Assistée par Ordinateur

Machines

apprentiLAB met à disposition différentes imprimantes 3D FDM, dont voici la liste (cliquer sur les noms pour voir les pages spécifiques) :

image: cosmyx.png
Imprimante 3D Cosmyx Nova
impression 3D avancée facile et rapide
Opérationnelle
Salle 138
image: xlp40.jpg
Imprimante 3D Scalar XL
impression 3D avancée et hacking d'imprimante
Opérationnelle
Salle 138
image: magis_cote.jpg
Imprimante 3d Magis
Impression 3D grand public
Opérationnelle
Salle 138

Outils et accessoires

  • Spatules
  • Ébavureur
  • Spray fixatif
  • Alcool isopropylique

Guide des différents matériaux : https://www.simplify3d.com/support/materials-guide/

Les différents types de filaments :

  • PLA : très facile à imprimer, peu solide (cassant). Ne nécessite pas de plateau chauffant, c'est donc le seul filament qu'on peut imprimer avec la Dagoma Magis.
  • PETG : plus résistant
  • HI-PS : censé être facile à imprimer et résistant
  • ABS : résistant, mais souvent difficile à imprimé. Il dégage des fumées un peu toxiques, nécessite donc un extracteur.
  • Filaments flexibles
    • TPU-R (flexible et résistant)
    • TPE (flexible et élastique)
  • Filament conducteur
  • Filament isolant

Liste des filaments à disposition à apprentiLAB

De nombreux sites tierces proposent des modèles 3D à télécharger, gratuitement ou non, libres de droits ou non…

Liste plus exhaustive : https://all3dp.com/fr/1/ficher-stl-3d-gratuit-modele-3d-imprimante-3d/

Liste des logiciels utiles, décrire à quoi ils servent et les comparer si on en liste plusieurs qui font la même chose (gratuit/payant, open source/propriétaire, simple à utiliser, fonctionnalités plus avancées, etc.). Renvoyer vers les pages logiciels correspondantes s'il y a lieu, ou vers d'autres ressources externes (téléchargement, tutoriel…).

Modélisation

LogicielPrixLicenseUtilisation
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Créer les pages de doc :

  • FreeCAD (CSG → expliquer) (pad)
  • Blender (pad)
  • OpenSCAD (paramétrique)
  • Fusion (Facile, répandu, versatile)
À documenter

Catia, AutoCAD, Rhino, Solidworks…

→ vous utilisez ces logiciels ? Vous pouvez peut-être les documenter, contactez-nous !

Sinon, vous trouverez une liste de tutoriels par ici : https://www.sculpteo.com/fr/tutoriel/

Tranchage

LogicielPrixLicenseUtilisation
Aucun résulat

Commande de machine

LogicielPrixLicenseUtilisation
Aucun résulat

Pronterface : envoie du GCODE à la machine, avec quelques boutons simples (haut, bas, etc.), ou directement via une console. https://all3dp.com/2/pronterface-how-to-download-install-and-set-it-up/

Ce sont les instructions envoyées à l’imprimante pour la piloter (déplacements, chauffe, etc.). Les autres machines à commande numérique (fraiseuses, etc.) utilisent aussi du GCODE, chacune avec sa propre saveur…

Pour passer d’un fichier 3D (STL) à un fichier GCODE, on utilise un logiciel de tranchage.

Liste des GCODEs pour le firmware Marlin sur ce site : https://marlinfw.org/meta/gcode/

Explication d’un fichier GCODE de départ (G-start) Dagoma : https://support.dagoma.fr/support/solutions/articles/36000135200-explication-du-g-start

Quelques GCodes courants :

GCODE Options Fonction
G0-G1X,Y,Z <pos> Mouvement linéaire sans (G0) ou avec (G1) extrusion
E<pos> Longueur de filament à extruder pendant le déplacement
F<rate> Feedrate, combien de filament (mm) par minute.
G28 Retour à l’origine (tous les axes)
X, Y, Z Retour à l’origine d’un seul axe
G29 Bed Leveling (détection du niveau du plateau en plusieurs points). Dépend du firmware, peut être manuel ou corrigé avec un mesh 3D. Nos imprimantes utilisent cette deuxième option.
L<mm> R<mm> F<mm> B<mm>Définis les limites (gauche droite devant derrière) pour un bed leveling plus ajusté
G90 Positionnement absolu
G92 Set position
M106 S<speed> Ventilateur ON à …% (0-255). Si rien 100%
M107 Ventilo OFF
M109 S<temp> Règle la temperature et attend la chauffe
R<temp> Règle T et attend chauffe ou refroidissement
M420 V

Ressources complètes pour acquérir ce savoir-faire

Modèles 3D

Types de fichiers :
  • STL
  • OBJ

Trouver des modèles 3D

Voir plus haut

Scanner un objet en 3D

Nous disposons d'un scanner 3D, qui permet de photographier un objet à 360°, et de reconstituer un modèle 3D à partir de ces images.

Règles de conception spécifiques pour l'impression FDM

Règles de design (regarder seulement la première ligne, dépôt de filament fondu) : https://www.3dhubs.com/get/3d-printing-design-rules/

Inserts

Un insert est un petit pas de vis en métal qui est introduit dans la pièce par pression et contact thermique avec un fer à souder : le fer chauffe l'insert, qui va faire légèrement fondre le plastique du trou où on le pose. Une fois le plastique refroidi, l'insert offre un pas de vis bien plus solide que si on vissait les boulons directement dans la plastique.

Plus amples explications par ici : https://filament2print.com/fr/blog/166_inserts-3D-Printing.html

Au moment de la conception, il faut prévoir un trou de diamètre légèrement inférieur et de longueur suffisante (insert + boulon s'il dépasse).

Recommandations du site filament2print : “En ce qui concerne le diamètre des trous, il faut tenir compte du fait que, lors de l'impression de la pièce, il y aura des variations dimensionnelles entre le dessin 3D et la pièce. Par conséquent, lors de la conception des trous, il sera nécessaire de leur appliquer une tolérance. En outre, le trou doit être d'une longueur suffisante pour l'installation de l'insert, en tenant également compte de la longueur supplémentaire de la saillie de la vis. Un autre élément à prendre en compte, lié à la conception, est l'épaisseur de la paroi ; essayez d'appliquer des valeurs suffisamment élevées pour que, lors de l'usinage du trou, celui-ci n'entre pas dans le remplissage de la pièce.”

+ supports personnalisés avec Prusa Slicer (avec un pinceau).

Choisir et paramétrer le matériau

À chaque matériau ses paramètres, surtout les températures (tête, plateau), et les vitesses d'impression, rétractation… Ça ne dépend pas que du type de matériau (PLA, PETG…), mais aussi de sa marque/gamme. Les fournisseurs indiquent en général des températures et vitesses recommandées, mais même dans ce cas il faut être capable d'ajuster les paramètres et de comprendre les défauts occasionnés.

Température
Rétractation

Tests avec des ponts

Choisir la machine

Jupe, bordure, radeau (skirt, brim, raft)

Tester et régler une machine

Avec une impression multi-tests comme 3D Benchy

http://www.3dbenchy.com

Le fichier STL : https://www.thingiverse.com/thing:763622

Ce petit bateau permet de vérifier de nombreuses choses en une fois (dimensions, rétractation…).

Préparer le plateau

Nettoyage de la machine et de la pièce.

Ressources génériques d'aide

Avant toute chose, un super guide (en) illustré de tous les problèmes et leurs causes probable : https://www.simplify3d.com/support/print-quality-troubleshooting/

Autre ressource similaire (en) : https://support.3dverkstan.se/article/23-a-visual-ultimaker-troubleshooting-guide

La pièce adhère mal au plateau, se décolle

  • Le Z-offset est-il bon ? Pour la Scalar voir la section #Z-offset
  • utiliser de la laque dimafix, ou encore de la colle en bâtonnet pour augmenter l'adhérence
  • vérifier la température et la vitesse d'impression de la première couche
  • si on imprime une petite surface, ou même dans les autres cas pour éviter le décollement des bords (warping), utiliser un brim ou raft pour augmenter la surface d'adhésion
  • bien fermer le caisson pour éviter un refroidissement rapide

Les couches adhèrent mal entre elles

  • Mauvaise isolation thermique (courants d’air) : si possible, fermer le caisson de l’imprimante
  • Température de buse trop faible ? +5°
  • Trop de ventilation ? -5%
  • Vitesse trop grande
  • Couches trop épaisses / Buse trop fine par rapport à l’épaisseur de couche (la buse doit être 2 à 4x supérieure à la hauteur de couche)

Résoudre la mauvaise adhérence entre les couches (en) : https://3dsolved.com/3d-printing-layer-separation-fix/

Le filament ne sort pas / la tête est bouchée

  • La tête n’est pas à la bonne température. Vérifier, surtout si on a recommencé, car arrêter l’impression refroidit automatiquement la machine et on ne s’en rend pas compte.
  • Le filament a été mal introduit (un peu de travers). Rétracter (via le menu) ou tirer sur le filament et le réintroduire
  • La tête est bouchée. Vérifier qu’elle est à bonne température, assez au-dessus du plateau (disons 5cm). Essayer de pousser du filament dedans. Si ça ne marche pas, introduire un bout de corde de guitare (éventuellement chauffé au briquet) assez fin pour rentrer dans la buse (<0.4mm). On peut aussi passer un coup de filament de nettoyage de temps en temps pour éviter les résidus d’ABS dans le PLA par exemple.

Dagoma (GCODE) : https://dagoma3d.freshdesk.com/support/solutions/articles/36000066519-neva-d%C3%A9boucher-la-buse

Tutoriels sur le wiki :

Aucun résulat

trucs généraux qui vont permettre d'éviter de faire des erreurs, de perdre du temps…
ex : tester son matériau si on ne le connait pas avant de se lancer dans une grosse pièce ; éviter les contrefaçons Arduino ; toujours fixer avant de percer ; etc.

Titre de la bonne pratique

Texte
Exemples pratiques de ce que cette technique permet de réaliser. Mettre en avant quelques projets qui illustrent au mieux les possibilités (ça peut être des liens externes), et lister les réalisations internes correspondantes.

Aucun résulat

  • fab/savoirfaire/impression_3d_fdm.txt
  • Dernière modification: 2022/09/08 10:10
  • de ApprentiLab CNAM