Respecter les tolérances de cette pièce avec l’impression 3D grand public est-il possible? A vous de le déterminer avec les informations fournies dans l’article.

Aujourd’hui, un article traitant de la précision des imprimantes 3D, et plus particulièrement celles destinées au grand public.

L’impression 3D est aujourd’hui très répandu dans l’industrie, et les machines tant professionnels (>30k€) qu’industrielles (>75k€) sont capable de tenir des tolérances correctes pour le monde industriel. Tant l’ajustement d’un assemblage que la rugosité ou les dimensions exactes de la pièce sont contrôlables et aboutissent à des cotations fonctionnels respectées

[Ndlr: les cotations fonctionnels sont les défauts acceptables sur la pièce].

Mais qu’en est-il réellement pour les imprimantes grand-public? Ces machines sont bien robustes que celles de l’industrie, et sont forcément de moins bonne qualité. Cela tiens aussi de la technologie utilisé, les machines utilisés par le grand public Sont des machines à dépôt de fil (FDM), qui sont, à cause de la technologie utilisée, moins précise.

 

Que peut-on attendre de ces machines? En quelques points, nous allons tenter de répondre à cette question.

  • Le premier point est la rigidité de la machine. Meilleure est la rigidité, meilleure est la qualité. Cela s’explique simplement: si la machine n’est pas très rigide, elle est susceptible de bouger très légèrement durant l’impression, occasionnant des pertes de qualités. Cela se voit beaucoup sur la Prusa Mendel dès que l’on accélère la vitesse d’impression: tout le châssis se met à bouger.
    La sensibilité aux vibrations de la machine est aussi à prendre en compte mais influe beaucoup moins que la rigidité.
  • L’épaisseur des couches d’impression (axe Z): C’est un paramètre très souvent mis en avant par les constructeurs. Les machines d’aujourd’hui impriment une épaisseur variant entre 250µm et 100µ, certaines descendant à 50µ voir 25µ! Mais attention, une épaisseur aussi fine n’indique pas forcément une meilleure qualité d’impression car on est très souvent aux limites de l’imprimante dans la planéité du plateau et le parallélisme du châssis.
    Certains constructeurs indique aussi le déplacement minimal du plateau d’impression, c’est à dire le mouvement minimal du plateau par pas de moteur. Par exemple, pour une vis avec un pas de 1.25mm/tr et un moteur de 200pas commandé en 1/4 pas, le déplacement minimal est de 1.56µm, qualité rarement atteinte pour des machines grand-public.

Déplacements d’une imprimante 3D par courroies.

  • La précision en X et Y est un paramètre important et qui est souvent négligé. La majorité des constructeurs indique le déplacement minimal de la tête d’extrusion par pas de moteur, ces valeurs oscillants entre 1µ et 20µ. Mais cette précision ne correspond pas du tout à ce que l’imprimante est capable de réaliser. En effet, cette précision est mangé par la technologie FDM. Le fil fondu sortant de la buse a une forte tendance à couler, et donc « déborder ». La précision en X et Y est aussi fortement influencé par la rigidité, les vibrations et la technologie de déplacement (courroies ou vis à billes) de la machine.Un autre paramètre important est la qualité du logiciel utilisé pour « Slicer » [Ndlr: découper le modèle en tranche et tracer les trajectoires] le modèle. Au Fablab74, nous avons pû expérimenter ce paramètre. En effet, la CubeX de chez 3D systems est foruni avec son logiciel propriétaire, qui ne tient aucune dimensions (+- 0.5mm). Après recherches, nous nous sommes tournées vers un autre logiciel (Kisslicer, un article sera réalisé à ce sujet) , bien plus efficace et qui nous permet d’obtenir de bien meilleures précisions. La différence s’explique par le tracé des trajectoires, qui est bien mieux réalisé sur Kisslicer que sur le logiciel d’origine de la CubeX.
    Aujourd’hui, sur des machines grand public, la précision atteinte en X et Y est de l’ordre de +- 0.1mm, précisions atteintes par exemple, par la WitBox, vendu par notre partenaire Ludeek.net.

    Buse de diamètre 0.4mm

  • Le dernier paramètre à prendre en compte pour l’impression est la taille de la buse. Variant entre 0.1mm et 0.5mm, elle influe sur la taille minimale du détail pouvant être imprimé. Par exemple, avec une buse de 0.4mm, un lettrage sur un objet, de largeur 0.2mm, sera forcément imprimé avec une largeur de 0.4mm.

 

Une fois toute ces informations posées, le réel défi quand à la conception d’un objet réside dans le choix des dimensions qui doivent prendre en compte la précision de l’imprimante. C’est d’autant plus important si le modèle doit être partagé sur l’internet, car la précision des machines est extrêmement variable.
Quoi qu’il en soit, l’impression 3D grand public reste une fabrication de prototypes, et les ajustements sont très souvent nécessaires.