Lab 3Dnatives : Test de l’imprimante 3D Method X CFE de Makerbot

Pionnier de l’impression 3D de bureau depuis 2009, MakerBot, filiale de Stratasys, est revenu sur le devant de la scène avec le lancement de la série Method fin 2018, représentant la 6ème génération d’imprimantes 3D du fabricant américain et constituant l’aboutissement de plus de 220 000 heures d’impression et de 30 brevets au total.

Avec les modèles Method, Method CFE, Method X et Method X CFE, MakerBot a entièrement repensé son offre d’imprimantes 3D FDM dédiées aux professionnels. Parmi les principales caractéristiques de la gamme, on retrouve une enceinte fermée et chauffée, un volume de fabrication maximal commun de 19x19x19.6 cm, deux têtes d’impression capables d’imprimer des couches d’une épaisseur minimale de 20 microns associé à une vitesse de déplacement pouvant atteindre jusqu’à 500mm/s mais aussi des extruders amovibles Plug&play. Les versions CFE, acronyme de Carbon Fiber Edition, permettent comme leur nom l’indique d’imprimer des pièces à partir de filaments nylon renforcés en fibres de carbone.

Le temps d’un test complet, le Lab 3Dnatives a eu l’opportunité de recevoir l’imprimante 3D Method X CFE commercialisée à un prix de 6 247€ TTC. Celle-ci nous a été prêtée par Medacom, revendeur de la gamme MakerBot pour le marché allemand. Alors quelles sont les spécificités de cette machine ? Quels sont les matériaux compatibles ? Comment se compare-t-elle aux autres imprimantes 3D du marché ? Découvrez dès aujourd’hui l’essai de cette nouvelle imprimante 3D.

1. Déballage de la Method X CFE

Dans le cadre de ce test, nous avons reçu l’imprimante 3D Method X CFE avec une station de nettoyage pour le matériau soluble SR-30 sur une palette entière. La machine est bien emballée dans un carton séparé et le déballage est relativement aisé grâce aux 4 clips qui permettent de soulever facilement la partie supérieure de l’emballage. Dans son carton, l’imprimante 3D est protégée par de la mousse et du film plastique réduisant les risques de casse ou de rayures durant le transport.

Au déballage de la machine, on tombe tout d’abord sur les accessoires nécessaires à l’utilisation de la machine et au post-traitement des impressions : pince coupante, brosse métallique, extrudeurs (au nombre de 3 pour l’édition CFE), plateau magnétique en acier et spatule pour retirer les impressions. En addition, nous avons également reçu plusieurs matériaux de chez MakerBot, à savoir une bobine de 650 g d’ABS, une bobine de 650. g d’ASA, une bobine de 450 g de SR-30 et 1 bobine de 450 g de Nylon renforcé en fibres de carbone.

Le design de la machine a été revu par rapport à la 5ème génération d’imprimantes 3D de MakerBot, offrant un format plus vertical, mais reste dans la lignée moderne et minimaliste du constructeur. Avec ses dimensions de 437x413x649 mm, la Method X CFE est dense et relativement lourde puisqu’elle pèse 29.5 kg, principalement lié à son cadre en métal permettant de garantir une bonne stabilité lors des impressions. À noter que visuellement les quatre modèles de la série Method sont identiques, les seules différences viendront de la température de l’enceinte ainsi que le type d’extrudeurs inclus par défaut.

Parmi la série Method, la Method X CFE permet d’imprimer en 3D des pièces à partir de nylon renforcé en fibres de carbone

Son large capot transparent associé aux lumières LED intégrées offrent une bonne visibilité sur les pièces en cours d’impression. On retrouve sur le haut de la façade avant le bouton d’allumage, un port USB A ainsi qu’un large écran de 5’’ tactile et full-color. Sur la partie inférieure, deux emplacements de stockage hermétique permettent de préserver deux bobines de filament dans des conditions de température et d’humidité optimales. Ils intègrent également un lecteur RFID de manière à reconnaitre le type et la quantité de bobine utilisée (uniquement pour celles de la marque MakerBot). On distingue enfin une caméra de 640×480 px afin de contrôler à distance l’avancement des prints.

Le bouton d’allumage, le port USB A et l’écran couleur tactile sont sur le haut de la face avant de la Method X

2. Installation de l’imprimante 3D Makerbot Method X CFE

Une fois l’imprimante 3D déballée et démarrée, l’utilisateur est invité à suivre les instructions affichées sur l’écran tactile afin de finaliser l’installation de la machine, une configuration qui dure moins de vingt minutes.

La première étape consiste à se connecter au réseau Wi-Fi et enregistrer la machine en créant ou en se connectant à son compte MakerBot (qui est le même que le compte Thingiverse). Dans un deuxième temps, les deux extrudeurs sont à installer dans leurs emplacements dédiés, tandis que le capot est à positionner sur la partie supérieure de l’imprimante 3D. Le plateau aimanté en acier vient quant à lui s’insérer dans l’enceinte à l’aide de la Method X CFE avant de régler le niveau de manière automatique via l’écran de contrôle. On finit par insérer les 2 bobines de filament dans les emplacements prévus à cet effet.

De manière générale, les explications photos et vidéos visibles dans les étapes d’installation de l’écran de contrôle, portant sur le système de fixation des extrudeurs, les lumières des extrudeurs qui s’allument dès lors qu’ils sont opérationnels et les moteurs guidant le filament des baies de stockage jusqu’au système « direct drive » de l’extrudeur, rendent le processus d’installation vraiment agréable. L’imprimante se veut, en effet, très intuitive et la simplicité des différentes étapes de configuration témoignent du travail qu’a réalisé MakerBot sur la prise en main de ses machines. On a toutefois remarqué quelques légers bugs au niveau de l’écran tactile lorsque l’on a dû rentrer les accès du réseau Wi-Fi sur le clavier. Un souci qui devrait probablement être corrigé dans les prochaines updates du firmware.

La Method X CFE inclut des emplacements hermétiques pour stocker deux bobines de filament

Concernant les extrudeurs livrés avec la machine, MakerBot propose différents modèles compatibles avec la gamme Method et simplement dénommé 1, 2, 1C, MakerBot LABS Extruder, 1XA et 2XA. Au sein de la version Method X CFE, nous avons reçu trois modèles : le 1C, le 2 et le 2XA permettant d’imprimer une large gamme de thermoplastiques : ABS, ASA, PC-ABS, Nylon renforcé en fibre de carbone, PLA, PLA Tough, PETG, Nylon classique, PVA, SR-30.

Toutefois, faute d’instructions particulières, nous avons commencé par installer le modèle 1C sur l’emplacement gauche et le modèle 2 sur l’emplacement droit. Au moment d’insérer le filament soluble SR-30 dans l’imprimante, celle-ci a identifié le filament grâce à la puce RFID dans la bobine et nous a prévenus que l’extrudeur que nous avions installé n’était pas compatible avec ce matériau. Pour utiliser le filament soluble SR-30 (un matériau développé par Stratasys), nous avons alors dû utiliser l’extrudeur 2XA.

La Method X CFE est équipée de deux extrudeurs facilement interchangeables

Le système d’extrudeurs modulaires de la Method X la rend compatible avec un large catalogue de thermoplastiques tels que le PLA, le Tough PLA, l’ABS ou le PETG ainsi que des matériaux plus techniques tels que l’ASA, le nylon, le nylon renforcé en fibres de carbone, le PC-ABS et le PC-ABS FR (Fire Retardant), ainsi que des filaments solubles comme le PVA ou le SR-30. Bien que la machine soit compatible avec les filaments d’autres fabricants (à condition d’avoir l’extrudeur MakerBot LABS Extruder pour en faire une imprimante 3D ouverte, disponible au tarif de 415 € TTC), le fabricant recommande de recourir aux matériaux MakerBot pour s’assurer d’une qualité optimale et répétable d’un print à l’autre. À noter d’ailleurs que les bobines de la marque MakerBot prendront place dans les deux compartiments dédiés alors que les filaments d’autres fabricants devront être positionnés de part et d’autre de l’imprimante, à l’air libre, à l’aide d’un support de bobine qu’il conviendra d’imprimer soi-même.

3. Logiciel MakerBot Print et MakerBot CloudPrint

En ce qui concerne la partie logicielle, MakerBot propose un slicer propriétaire disponible en version desktop (Print), compatible Windows 7/10 (64 bits) et macOS 10.12+ ainsi qu’une version web (CloudPrint). Les deux versions sont très similaires, mais la version CloudPrint permet notamment de se connecter directement à Thingiverse de manière à pouvoir trancher un modèle sans avoir à l’importer dans le slicer et offrira également une alternative aux utilisateurs de Linux ou de Chromebook. La version web propose également quelques fonctionnalités supplémentaires comme par exemple un slicing plus rapide, des mises à jour régulières, une compatibilité avec les derniers matériaux du marché, la possibilité de réimprimer à partir de son historique ou de collaborer avec d’autres utilisateurs son projet.

Avec son design vertical, la MakerBot Method X CFE offre un design moderne et minimaliste

Plus généralement, les deux versions du slicer intègrent une connectivité sans fil à l’imprimante via le cloud qui permet de contrôler ses impressions à distance, d’obtenir le flux vidéo de la caméra intégrée dans l’enceinte et de connaître le statut de la machine. Ils permettent également de savoir à tout moment les matériaux installés ce qui limite le nombre de réglages à effectuer.

Les deux versions sont simples d’utilisation et requièrent peu de réglages additionnels pour la plupart des impressions, même si certains paramètres pourront manquer à l’appel comme le choix de matériau pour la première couche, le réglage global de la vitesse d’impression, ou le type de premières couches (il est uniquement possible de choisir l’option radeau ou « base rembourrée » sur CloudPrint).

L’interface sur l’écran tactile de l’imprimante est encore une fois intuitive et complète mais nous avons eu certains problèmes récurrents liés à l’utilisation de l’écran tactile qui pouvait connaître quelques lenteurs. De plus, le bouton sur l’avant de l’imprimante ne sert qu’à l’allumage. L’extinction se fait, elle, en passant par le menu des réglages. C’est un détail mais il aurait été commode d’utiliser ce bouton pour également éteindre la machine. 

L’application Makerbot Print permet de trancher ses modèles 3D et de contrôler l’imprimante via le cloud

4. Premières impressions 3D

Pour notre première impression, nous avons eu recours à l’ABS fourni avec la machine de manière à créer le modèle de clef du projet Made in Space. Une fois terminée, la pièce se détache du plateau sans outil particulier en jouant simplement sur la flexibilité du plateau de l’imprimante. La clef est fidèlement reproduite et fonctionne comme prévu. Après cette première impression en ABS, nous imprimons le classique 3D Benchy, le modèle Kaleidocycle ainsi qu’un test de tolérance. Toutes ces impressions se déroulent sans soucis particuliers  et les tolérances observées sont très bonnes puisque toutes les pièces jusqu’à 0.2 mm tournent librement.

Dans un second temps, nous imprimons une Statue de la Liberté qui inclut des détails fins et des parties non-supportées. Nous utilisons donc le second extrudeur pour imprimer le SR-30, un matériau support développé par Stratasys. Suite à l’impression et au bain dans le « Support Cleaning Apparatus » (machine prêtée dans le cadre du test pour dissoudre le SR-30), le modèle est fidèlement reproduit et ne présente aucun défaut spécifique. Nous enchaînons avec un modèle de locomotive qui présente plusieurs petites pièces complexes. L’impression rate à deux reprises car le filament a des difficultés à adhérer aux autres couches sur certaines parties de la pièce et finissent par s’agglutiner autour de la buse. En jouant sur les paramètres d’impression, et notamment la vitesse d’impression et de déplacement, on obtient le résultat souhaité.

Après l’ABS, nous nous sommes essayés au nylon renforcé en fibres de carbone (PA-CF) à l’aide de l’extruder 1C fourni avec cette édition particulière de la Method X. Ce matériau est généralement considéré comme un matériau technique plus difficile à imprimer. Nous décidons d’imprimer un support de suspension pour voiture RC. C’est une pièce qui doit être à la fois solide et rigide, et le PA-CF apparaît comme le matériau idéal. Au final, l’impression de ce matériau supposé complexe reste aisée et le résultat est très satisfaisant.

Nous avons ensuite continué nos tests avec des impressions en ASA, un matériau similaire à l’ABS et reconnu pour sa résistance aux UV. Nous avons notamment imprimé une statuette d’astronaute. Ce modèle présentait de nombreux détails et nécessitait des supports dans des espaces parfois inaccessibles après impression. Nous avons donc utilisé le SR-30 comme support soluble. Le début de l’impression s’est très bien déroulé, mais vers les 2/3 de l’impression, la tour de purge s’est détachée du plateau et des morceaux de filament se sont accrochés à la pièce finale. Malgré cela le résultat reste satisfaisant.

On a persisté en imprimant un cerceau de broderie en 3 parties (cerceau interne, cerceau externe avec vis et pas de vis). Nous avions déjà essayé d’imprimer cette même pièce sur une autre imprimante mais les tolérances n’avaient pas été respectées et la vis ne rentrait pas dans le pas de vis. Sur la Method X, nous observons l’effet inverse avec des tolérances « trop » bonnes. La vis rentre effectivement dans le pas de vis mais elle est légèrement trop petite et glisse en arrière sous la tension du cerceau, un souci davantage lié au modèle qui prévoyait une moins bonne tolérance.

Enfin, nous souhaitions conclure nos tests en imprimant un test global d’impression de type torture test. Toutefois la majorité des torture tests implique d’imprimer la pièce sans supports d’impression afin de vérifier la capacité à recréer les overhangs (i.e. les parties non supportées). Dans le cas d’une imprimante 3D FDM équipée d’une enceinte chauffée, comme la Method X CFE, la chaleur dans la chambre d’impression reste élevée, permettant de garder le filament relativement malléable mais rendant impossible l’impression sans supports de parties non supportées (comme un pont par exemple). À l’inverse, l’intérêt de l’enceinte chauffée est d’assurer une meilleure adhésion inter-couches et de limiter les problèmes de warping. Plus globalement, cela permet d’assurer de meilleures propriétés mécaniques et un respect dimensionnelle de la pièce.

Pour imprimer des pièces avec des overhangs importants, la seule solution résidera donc dans l’utilisation d’un matériau support, à savoir le SR-30, dans le second extruder. Comme évoqué, celui-ci est un matériau soluble spécialement développé et breveté par Stratasys compatible avec l’ABS, l’ASA ou d’autres matériaux haute température.

Modèle de clef issu du Projet Made in Space, imprimée en ABS

On observe une tolérance de l’ordre de 0.2 mm // Test de tolérance par Louis-Simon Guay sur MyMiniFactory

« Kaleidocycle » imprimé en place en ABS. Modèle par Enrique Coiras sur Thingiverse

Statue de la liberté modélisée par MyMiniWorld et imprimée en ABS avec supports solubles en SR-30

Support de suspension de voiture RC imprimé en PA-CF sur la Method X

Pour ceux qui souhaiteraient en savoir plus sur cette imprimante 3D, retrouvez dès maintenant le test vidéo de 3Dnatives de la Method X CFE de Makerbot !