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L’impression 3D par dépôt de matière fondue, on vous explique tout !

On continue notre dossier consacré aux différentes techniques d’impression 3D. Après le Frittage Sélectif par Laser, on s’attaque aujourd’hui à la principale technologie derrière les imprimantes 3D maison, l’impression par dépôt de matière fondue.

La technologie, plus connue sous son nom anglais de ‘Fused Deposition Modeling’ (FDM), a été développée par S. Scott Crump à la fin des années 80 et commercialisée en 1990 par Stratasys (USA), entreprise dont il est le fondateur.

Qui dit « impression 3D » dit « modèle 3D », tout commence par la conception de l’objet à partir d’un logiciel de CAO (CATIA, SolidWorks, ProEngineer par exemple). Le fichier 3D obtenu, le plus souvent au format .STL, est découpé en plusieurs couches via un logiciel dénommé « slicer » (comme Makerware, Cura ou Repetier), avant d’être envoyé à la machine.

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Zoom sur la buse d’extrusion de l’imprimante Replicator 2 de MakerBot // Copyright Brad Campbell

L’impression 3D démarre par la mise à température de la machine (autour de 200°C), nécessaire pour la fusion de la matière. Une fois la machine chauffée, un fil de matière, de l’ordre de 0.1 millimètre de diamètre, est alors extrudé sur une plateforme à travers une buse se déplaçant sur 3 axes, x, y et z. La plateforme descend d’un niveau à chaque nouvelle couche appliquée, jusqu’à impression de l’objet.

Cette technologie est compatible avec un large choix de polymères thermoplastiques (ABS, Polycarbonate, PPSF pour polyphenylsulfone, et ULTEM), ce qui se traduit par une grande gamme de couleurs (98% des couleurs de Photoshop sont disponibles), d’excellentes propriétés mécaniques et de bio-compatibilités. En plus, il est aussi possible d’imprimer avec des filaments de bois et de pierre (LayWood et LayBrick respectivement), et du céramique et des matières alimentaires en faisant des adaptations au niveau de la tête d’extrusion. En conséquence, le dépôt de matière fondue est utilisé dans de nombreux domaines: l’aérospatiale, l’automobile, l’architecture, le médical, la décoration, l’art et la cuisine, autant pour le prototypage rapide que pour la fabrication de pièces fonctionnelles.

Les différents composants d’une imprimante FDM // Copyright ©2008 CustomPartNet

Une vidéo pour mieux visualiser le procédé (en anglais):

Les imprimantes FDM ont le meilleur rapport prix-qualité pour le prototypage et la production en petite série. On retrouve deux leaders de l’industrie, MakerBot (Stratasys) avec sa Replicator 2 et 3D Systems avec sa Cube, parmi les imprimantes 3D personnelles les plus vendues. Au niveau professionnel, Stratasys propose son imprimante Mojo ou sa gamme uPrint foncitonnant par ce procédé.

Ci-dessous, une vidéo de présentation de l’imprimante Mojo (en anglais):

Image à la Une: © Copyright Econolyst.

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