Fonctionnement d’une imprimante 3D FDM par catégorie

Lorsque l’on parle d’imprimantes 3D, nombreuses sont les solutions qui viennent à l’esprit quand on pense au nombre de technologies 3D qui existent. Si nous nous concentrons sur les imprimantes FDM, nous pouvons trouver différents types de machines intéressantes qui visent à obtenir des résultats différents. Comme nous le savons, la technologie FDM est basée sur l’extrusion et le dépôt de matériau fondu couche par couche sur un plateau d’impression. Les filaments les plus courants avec ce procédé sont le PLA et l’ABS, bien que d’autres thermoplastiques plus techniques comme le PETG, l’ASA, le Nyon, l’Ultem, etc. puissent également être utilisés. Découvrez les différences entre les imprimantes cartésiennes, polaires, delta et les bras robotisés et le fonctionnement général d’une imprimante 3D.

Les imprimantes 3D cartésiennes

Il s’agit sans aucun doute du type d’imprimante FDM le plus courant sur le marché. Elles sont ainsi appelées en raison du système de coordonnées cartésiennes qu’elles utilisent. Celui-ci se compose de trois axes orthogonaux – les axes X, Y et Z – qui servent à déterminer où et comment la tête d’impression doit se déplacer correctement et donc à corriger la direction du mouvement. Selon le modèle et le fabricant de l’imprimante, le plateau d’impression de cette machine sera en charge de l’axe Z, permettant à l’extrudeur de se positionner sur les axes X et Y, afin de pouvoir se déplacer dans quatre directions. Dans cette catégorie, nous trouvons certaines des marques les plus connues du secteur comme Ultimaker et Makerbot. Le principal avantage de ces solutions est qu’elles sont généralement assez peu coûteuses, et qu’elles sont même vendues en kit pour pouvoir être construites à la main.

Fonctionnement d’une imprimante 3D polaire

La différence entre cette machine et les machines cartésiennes est que celle-ci utilise des coordonnées polaires pour l’impression 3D. Les ensembles de coordonnées décrivent des points sur une grille circulaire au lieu d’un carré, non pas déterminés par les axes X, Y et Z, mais par l’angle et la longueur. Cela signifie que le plateau tourne et se déplace en même temps dans une seule direction. L’extruder bouge de haut en bas. Grâce à leur surface rotative, ces imprimantes sont idéales pour les objets qui suivent une spirale. Un avantage des solutions polaires est qu’elles peuvent fonctionner avec seulement deux moteurs, alors qu’une imprimante cartésienne ou delta nécessite un moteur par axe, ce qui permet de réaliser des économies à long terme. Un autre point positif est que l’imprimante peut avoir un volume d’impression plus important. Cependant, le principal problème des machines polaires est leur précision. Comme elles tournent en cercle, il y a beaucoup plus de précision au centre que dans la zone extérieure.

Les imprimantes delta

L’imprimante 3D de type Delta est très populaire dans la communauté des makers. Elles fonctionnent avec des coordonnées cartésiennes et leurs principales caractéristiques sont le plateau d’impression circulaire combiné à l’extrudeur qui est fixé sur le dessus dans une configuration triangulaire, d’où le nom Delta. Chacun des trois bras peut se déplacer de haut en bas, de gauche à droite, déterminant ainsi la position et la direction de la tête d’impression. Par conséquent, les limites de fabrication de ces machines sont uniquement définies par le diamètre de la base et la hauteur des bras. Les imprimantes 3D Delta ont été conçues pour augmenter la vitesse d’impression, et avec un plateau d’impression fixe, cela peut être utile pour certains projets. Un autre avantage des imprimantes Delta est qu’elles sont redimensionnables, sans affecter la qualité. Attention toutefois, elles peuvent être plus difficiles à calibrer.

L’impression 3D avec un bras robotisé

Il existe actuellement de nombreux bras robotisés utilisés à des fins industrielles sur une chaîne de montage automobile, mais leur fonction principale est l’assemblage de pièces et non l’extrusion de filaments. L’impression avec un bras robotique est encore en cours de développement et n’a été mise en œuvre que dans quelques entreprises. C’est principalement le secteur de la construction qui l’utilise. Cependant, cette méthode de fabrication additive FDM est de plus en plus populaire, car elle ne nécessite pas de plateau d’impression fixe et permet une plus grande mobilité. Le principal avantage de l’impression 3D avec des bras robotisés est l’automatisation des processus de production, plus rapidement et plus facilement. Le mouvement de la tête d’extrusion est également extrêmement flexible, ce qui ouvre de nombreuses nouvelles possibilités pour des conceptions complexes. Cependant, la qualité est encore loin d’être celle d’une imprimante cartésienne, de nombreuses entreprises travaillent à son développement.

Fonctionnement d’une imprimante 3D hybride

La fabrication hybride est définie comme une combinaison de méthodes additives (impression 3D) et soustractives (usinage CNC, fraisage) dans une solution unique. Il s’agit d’une machine qui permet l’échange d’outils pour la création de modèles. Dans le cas des imprimantes 3D FDM qui intègrent des têtes soustractives, la plupart d’entre elles ont tendance à avoir une structure cartésienne. Toutefois, il existe d’autres cas, comme le projet Kraken, qui reposent sur un bras robotique capable d’extruder du matériau, mais qui utilisent également des méthodes soustractives, ce qui en fait un projet de fabrication hybride. N’oublions pas que toute solution intégrant les deux technologies aura un prix plus élevé, bien que les avantages qu’elle offre puissent être bien plus importants, car elle élargit les capacités de création de pièces.

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