Matériaux

Comment planifier la trajectoire d’une tête d’imprimante 3D FDM utilisant des composites à fibres continues ?

Une récente étude s’est penchée sur un algorithme pour planifier la trajectoire de la tête d’une imprimante 3D FDM qui utilise des matériaux composites à fibres longues. L’objectif est de proposer un chemin qui empêche des points d’intersection sur une même couche et donc une rupture du faisceau de fibres contenues dans la matrice. Ainsi, un utilisateur pourrait mieux contrôler ses impressions composites et obtenir des pièces encore plus résistantes et durables. L’équipe à l’origine de ce projet s’est appuyé sur un graphe eulérien et l’algorithme de Hierholzer pour générer ce chemin d’impression en y intégrant différentes contraintes qui peuvent être adaptées. 

Les matériaux composites sont aujourd’hui prisés par les utilisateurs de la fabrication additive car ils offrent un ratio poids/résistance sans sacrifier la complexité géométrique. Le marché a d’ailleurs rapidement grandi avec davantage de fabricants proposant des solutions d’impression 3D à fibres continues. Pour rappel, les fibres continues sont déposées en même temps que la matrice, d’où la nécessité d’avoir une imprimante 3D spécifique. Les fibres courtes sont quant à elles mélangées avec le polymère de base, lui-même extrudé par la machine ensuite. Vous en doutez, chaque procédé aura des résultats différents mais également ses propres contraintes. Sur l’impression 3D de fibres continues, le dépôt des fibres engendre une plus grande complexité que soit en termes de trajectoire de la buse ou de slicing. Si trop de matière est déposée sur une même couche, notamment au niveau des points d’intersections, cela peut rompre le faisceau de fibres. Il faudrait donc limiter les fibres là où il y a intersection.

L’équipe s’est appuyée sur un parcours Eurélien qui permet de traverser chaque arrête d’un graphe

C’est sur ce point que l‘équipe de chercheurs a travaillé. L’idée est de générer un chemin en une seule traite, donc en continu, qui ne viendrait pas couper le filament pour chaque couche et donc créer ces fameux points d’intersections. Ce modèle d’impression a donné naissance à un graphe eulérien : en s’appuyant sur l’algorithme de Hierholzer, l’équipe a pu déterminer un chemin d’impression optimal pour la tête d’imprimante 3D FDM. Chaque étape de l’algorithme correspond à un chemin à une seule course. Elle a ensuite imprimé des structures en nid d’abeille et observé les résultats grâce à un scanner à rayons X, le ScanXmate-L080TT. 

Pour l’instant, quelques petites lacunes ont été constatées sur la partie courbée des sommets. L’équipe est donc en train d’ajuster les paramètres de l’algorithme pour minimiser ces défauts, notamment en termes d’alignement des fibres ou encore de reproductibilité d’une forme. Elle explique toutefois que cette trajectoire calculée a été pensée pour des géométries complexes, avec des structures lattices. On imagine bien comment elle pourrait être combinée avec des principes de conception comme l’optimisation topologique. Si vous souhaitez aller plus loin, n’hésitez pas à consulter l’étude publiée ICI.

Que pensez-vous de cette méthode d’optimisation de la trajectoire ? Partagez votre avis dans les commentaires de l’article et retrouvez toutes nos vidéos sur notre chaîne YouTube ou suivez-nous sur Facebook ou Twitter !

*Crédits photo de couverture : Markforged

Mélanie W.

Diplômée de l'Université Paris Dauphine, je suis passionnée par l'écriture et la communication. J'aime découvrir toutes les nouveautés technologiques de notre société digitale et aime les partager. Je considère l'impression 3D comme une avancée technologique majeure touchant la majorité des secteurs. C'est d'ailleurs ce qui fait toute sa richesse.

Share
Publié par
Mélanie W.

Articles récents

Une maquette de Rome en terre cuite, née de l’impression 3D

Le musée MAXXI de Rome expose jusqu'au 26 avril une maquette de la ville construite…

24 avril 2026

Combiner céramiques et métaux dans un même procédé d’impression 3D résine

Depuis lundi, la ville de Hanovre en Allemagne accueille l’annuel Hannover Messe, un événement consacré…

23 avril 2026

Tout savoir sur l’impression 3D de tungstène

Le tungstène est devenu un matériau prisé dans l'industrie de l'impression 3D métal. Ces dernières…

22 avril 2026

S’appuyer sur les jumeaux numériques pour renforcer la cybersécurité dans la fabrication additive

Pour la cinquième année consécutive, l’indice X-Force Threat Intelligence 2026 d’IBM révèle que le secteur…

21 avril 2026

Advanced Additive et son logiciel pour optimiser la fabrication additive

La jeune entreprise Advanced Additive se consacre à l'optimisation de l'impression 3D par extrusion au…

20 avril 2026

adidas présente une chaussure de football entièrement imprimée en 3D

L’impression 3D dans l’univers de la chaussure de sport n’a rien de vraiment nouveau. Nike,…

17 avril 2026

Ce site utilise des cookies anonymes de visite, en poursuivant vous acceptez leur utilisation.