Un logiciel pour réduire les vibrations de l’imprimante 3D FDM sans diminuer sa vitesse

Imaginez un logiciel qui puisse permettre à votre imprimante 3D FDM de conserver une vitesse d’impression élevée tout en maintenant un niveau de précision correct. C’est l’idée derrière la solution inventée par l’université du Michigan : en 2017, nous vous présentions les premiers résultats de l’algorithme pour imprimante 3D développé par Chinedum Okwudire. Quelques années plus tard, l’idée prend forme à travers la société Ulendo, présentée officiellement au salon RAPID + TCT qui a lieu cette semaine à Détroit, aux Etats-Unis. Le produit permettrait de réduire les vibrations pendant l’impression et ainsi d’éviter des déformations de la pièce. 

Une imprimante 3D FDM de bureau émet des vibrations lorsqu’elle est en mouvement ce qui peut poser quelques problèmes quand il s’agit de concevoir une pièce. En effet, celles-ci viennent directement affecter la qualité de l’objet à imprimer, surtout sur des machines plus petites et légères. Une solution consiste à réduire la vitesse de la machine mais là encore, cela peut représenter un obstacle car le procédé n’est pas réputé pour sa grande rapidité. Chinedum Okwudire, professeur associé d’ingénierie mécanique à l’U-M et fondateur d’Ulendo, explique : “Si vous voulez réduire les vibrations d’un objet en mouvement, la plupart du temps vous pouvez le faire en ralentissant. Mais comme l’impression 3D est déjà très lente, cette solution crée un autre problème. Notre solution permet d’imprimer rapidement sans sacrifier la qualité.”

Impression ratée d’une réplique du Capitole sur une imprimante 3D dont la vitesse a été multipliée par deux (crédits photo : Evan Dougherty/Michigan Engineering, Communications & Marketing)

C’est de ce constat que le logiciel Filtered B Splines (FBS) a été développé. Il est basé sur un algorithme de compensation qui vient anticiper et réduire les vibrations avant même qu’elles ne se produisent. L’algorithme s’appuie sur un modèle de comportement d’une imprimante et vient ajuster ses mouvements. Le logiciel imaginé sert alors de traducteur entre la façon dont la machine se comporte dans un monde parfait et la manière dont l’imprimante doit compenser les vibrations dans un monde réel. 

Chinedum Okwudire ajoute : “Supposons que vous vouliez qu’une imprimante 3D se déplace en ligne droite, mais qu’en raison des vibrations, le mouvement se déplace vers le haut. L’algorithme FBS trompe la machine en lui disant de suivre une trajectoire vers le bas, et lorsqu’elle essaie de suivre cette trajectoire, elle se déplace en ligne droite.”

Ce logiciel peut être appliqué à presque toutes les imprimantes 3D, même si l’intérêt d’une telle solution réside davantage dans des petites machines de bureau qui manquent de robustesse et ont tendance à bouger pendant le processus d’impression. Certains fabricants de machines industrielles ont toutefois contacté l’entreprise pour tester le logiciel. D’ailleurs, les équipes veulent aller plus loin et proposer une solution pour les machines CNC, les graveurs laser ou encore les bras robotisés. 

Impression réussie de la même réplique sur la même machine à la même vitesse, utilisant cette fois-ci l’algorithme FBS (crédits photo : Evan Dougherty/Michigan Engineering, Communications & Marketing)

Chinedum Okwudire conclut : « Nous voyons beaucoup de possibilités d’améliorer la vitesse, la précision, la fiabilité et les fonctionnalités des imprimantes 3D par le biais de logiciels. C’est un domaine très vierge dans le monde de l’impression 3D. Notre objectif est de supprimer les essais et les erreurs. Nous voulons une imprimante qui soit si intelligente et consciente d’elle-même qu’elle optimisera elle-même son comportement pour obtenir des impressions de haute qualité sans sacrifier la vitesse. Ce n’est que notre premier pas dans cette direction. » Vous pouvez retrouver davantage d’informations ICI.

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