Un procédé d’impression 3D FFF plus rapide et précis

Dans une nouvelle étude, des chercheurs de l’université Rutgers ont décrit ce qu’ils prétendent être un processus d’impression 3D par FFF beaucoup plus rapide et plus précis. Cette approche, baptisée Multiplexed Fused Filament Fabrication (MF3), fait appel à un seul portique et à une série de petites buses plutôt qu’à la grande buse unique traditionnellement utilisée en FDM. Grâce à cela, les auteurs affirment qu’ils ont pu imprimer en 3D des pièces complexes et de grande taille pour une fraction du coût des autres méthodes d’impression 3D. Cette méthode est remarquable car elle leur a permis non seulement de réduire considérablement le temps d’impression, mais aussi d’augmenter la résolution d’impression et la taille des pièces.

Le processus d’impression MF3 a été publié dans le document de recherche « Scalable, flexible and resilient parallelization of fused filament fabrication : Breaking endemic tradeoffs in material extrusion additive manufacturing » écrit par Jeremy Cleeman, Alex Bogut, Brijesh Mangrolia, Adeline Ripberger, Kunal Kate, Qingze Zou et Rajiv Malhotra. Les chercheurs y expliquent que la technologie MF3 fonctionne en imprimant simultanément avec plusieurs extrudeurs FFF sans contrôler les mouvements de chaque extrudeur individuellement. Cela est rendu possible par « l’utilisation d’une nouvelle stratégie de parcours d’outils qui prend racine dans notre découverte de la rétraction et de l’avancement continus du filament.« 

L’importance du logiciel dans le procédé MF3

L’une des clés du succès de ce nouveau procédé MF3 réside dans le logiciel utilisé. Les chercheurs ont développé leur propre slicer afin d’optimiser le mouvement du bras du portique. Celui-ci serait capable de détecter quelles buses doivent être activées ou désactivées pour une efficacité maximale lors de l’impression. Cela présente également l’avantage secondaire de réduire les temps d’arrêt de l’imprimante. Lorsqu’une buse est bouchée ou ne fonctionne pas, le logiciel peut l’éteindre et se concentrer sur les autres buses. En revanche, pour les imprimantes dotées d’une seule buse, il serait nécessaire d’éteindre la machine.

Ces progrès ont permis aux chercheurs de surmonter le compromis dit « débit-résolution », c’est-à-dire la vitesse à laquelle une imprimante 3D dépose le matériau par rapport à la résolution de la pièce finale. Jusqu’à présent, les utilisateurs se heurtaient au fait que les buses de grand diamètre permettaient une impression beaucoup plus rapide, mais une résolution moins bonne. D’autre part, les buses plus petites permettent une résolution beaucoup plus élevée et la possibilité d’être plus détaillé, mais le processus est plus lent. En augmentant le nombre de buses et en optimisant la façon dont elles sont utilisées, plutôt que de se concentrer sur la parallélisation dans laquelle les têtes d’impression impriment simultanément des sections d’une pièce, le procédé MF3 a permis aux chercheurs de contourner entièrement ce problème, en supprimant le compromis débit-résolution sans avoir à tenir compte des limitations existantes en matière de coût/géométrie.

Jeremy Cleeman, étudiant diplômé chercheur à l’école d’ingénierie de Rutgers et auteur principal de l’étude sur le procédé MF3, conclut : « Nous devons encore effectuer des tests pour comprendre la résistance et le potentiel géométrique des pièces que nous pouvons fabriquer, mais tant que ces éléments sont présents, nous pensons que cela pourrait changer la donne pour l’industrie. »

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