Comment imprimer en 3D rapidement en dépôt de fil fondu (FDM) ? : Le guide complet

L’impression 3D par dépôt de fil fondu, également connue sous le nom de Fused Deposition Modeling (FDM), est une méthode de fabrication additive la plus largement utilisée pour créer des objets en couches successives. Bien que cette technologie est probablement la plus simple à prendre en main et qu’elle offre une grande flexibilité, la vitesse d’impression peut parfois être un défi. Beaucoup d’utilisateurs d’imprimantes 3D FDM sont envieux de produire des pièces plus rapidement et cherchent à repousser les vitesses “standards” de leur imprimante. Dans cet article, nous vous expliquerons comment optimiser vos paramètres d’impression et choisir les bons composants pour obtenir des résultats d’impression 3D rapide sans compromettre la qualité.

Vitesse d’impression et accélération

L’augmentation de la vitesse d’impression est la première étape qui semble évidente pour réduire le temps de fabrication. Cependant, l’accélération est également cruciale (aussi souvent appelée “jerk” dans les logiciels de tranchage). La vitesse d’impression est comparable à la vitesse maximale d’une voiture, tandis que l’accélération détermine à quelle rapidité cette vitesse est atteinte. Ainsi, lorsque l’on augmente la vitesse d’impression sans régler l’accélération, on remarque généralement très peu d’influence sur le temps d’impression, surtout lorsqu’il s’agit de l’impression de petits objets. C’est pour cette raison qu’un réglage équilibré entre la vitesse et l’accélération permet d’obtenir des impressions rapides et précises. Pour optimiser cela, ajustez les paramètres dans votre logiciel de tranchage (slicer).

Largeur de ligne et diamètre de la buse 

La largeur de ligne et le diamètre de la buse jouent un rôle significatif dans la vitesse d’impression. Une buse de plus grand diamètre peut extruder plus de matériau, réduisant ainsi le temps d’impression. Toutefois, cela peut affecter la finesse des détails. Idéalement, utilisez une buse de diamètre approprié en fonction des besoins spécifiques de votre projet. Vous pouvez également augmenter la largeur de ligne au delà du diamètre de la buse pour accélérer le processus sans sacrifier trop de qualité.

Le diamètre de la buse influe grandement sur le temps d’impression puisqu’il impacte la largeur de ligne et la hauteur de couche atteignable.

Hauteur de couche 

La hauteur de couche est un facteur déterminant de la vitesse d’impression. Des couches plus épaisses réduisent le nombre total de couches nécessaires, accélérant ainsi l’impression. Par exemple, une hauteur de couche de 0,3 mm au lieu de 0,1 mm peut tripler la vitesse d’impression. Cependant, pour les zones nécessitant une haute précision, une hauteur de couche plus fine peut être préférable. Certains slicers permettent des hauteurs de couche variables pour optimiser à la fois la vitesse et la qualité.

Température, refroidissement et sélection des matériaux 

La température d’extrusion et le refroidissement sont essentiels pour des impressions rapides. Une température plus élevée peut améliorer le flux de matériau, mais attention aux risques de déformation. Assurez-vous que le système de refroidissement est efficace pour solidifier rapidement les couches. Choisir le bon matériau peut également influencer la vitesse. Certains filaments ont tendance à refroidir plus rapidement tandis que d’autres, comme le PLA seront plus sujets à des déformations lorsque exposées à des températures au-delà de 60 °C.

Lorsque l’on imprime à grande vitesse, il est important d’assurer un refroidissement suffisant de la matière.

Débit de matière (flowrate) 

Le débit de matière est la quantité de filament extrudé par seconde. Augmenter ce débit peut accélérer l’impression, mais il est crucial de rester dans les limites de la capacité de votre imprimante. Un débit excessif peut entraîner des problèmes comme des bouchons ou des impressions incomplètes. Ajustez le débit en conséquence et testez avec différents réglages pour trouver l’optimal.

Géométrie de remplissage 

Le motif de remplissage affecte aussi la vitesse d’impression. Des motifs simples comme le rectiligne sont plus rapides que les motifs complexes comme le gyroide. Pour des pièces non structurelles, optez pour un remplissage faible (10-20 %) et des motifs rapides comme le lightning. Cela permet de réduire considérablement le temps d’impression.

La géométrie du remplissage ne joue pas que sur la solidité des pièces, mais aussi sur la vitesse d’impression de celles-ci.

Systèmes de mouvement et extrudeurs 

Les différents systèmes de mouvement des imprimantes 3D (cartésien, delta, CoreXY) et les configurations d’extrudeurs (Bowden vs Direct Drive) ont des impacts variés sur la vitesse d’impression. Les systèmes plus légers et agiles, comme les imprimantes delta, peuvent gérer des vitesses plus élevées avec une bonne précision. De plus, les extrudeurs Direct Drive offrent un meilleur contrôle du débit de matière à haute vitesse.

Input shaping 

L’input shaping est une technique avancée qui utilise des accéléromètres pour analyser et compenser les mouvements indésirables de la tête d’impression. Cette technologie permet d’obtenir des mouvements plus fluides et précis, réduisant ainsi les vibrations et améliorant la qualité à haute vitesse.

Conception pour la fabrication additive (DFAM) 

Optimiser votre design peut également réduire le temps d’impression, optez pour une conception pensée pour la fabrication additive (aussi appelée design for additive manufacturing ou DFAM). Minimisez les supports nécessaires et évitez les ponts et surplombs complexes. Cela permet non seulement d’accélérer le processus, mais aussi de réduire les coûts de matériau et de post-traitement.

En prenant en compte et en ajustant ces facteurs, vous pouvez considérablement réduire le temps d’impression sans sacrifier la qualité. Chaque projet est unique et les divers modèles d’imprimantes ont des paramètres et des composants spécifiques, alors n’hésitez pas à expérimenter avec différents réglages pour trouver ce qui fonctionne le mieux pour votre configuration spécifique.

Avez-vous déjà essayé d’augmenter la vitesse de votre imprimante pour des pièces en impression 3D rapides ? N’hésitez pas à partager votre avis, vos expériences et astuces dans les commentaires de l’article ou avec les membres du forum 3Dnatives. Retrouvez toutes nos vidéos sur notre chaîne YouTube ou suivez-nous sur Facebook ou Twitter !

 Crédits photo de couverture : Josh Murrah (YouTube)