Le procédé de fabrication additive FDM

Comme expliqué dans notre précédent article sur la technique FDM, le Fused Deposition Modelling consiste à fondre des matériaux et les déposer en couches pour créer des pièces.

Cette technologie présente de nombreux avantages pour les fabricants : des coûts réduits, des cadences de production accrues et une plus grande précision que les autres techniques de fabrication. Grâce à sa polyvalence, ce procédé peut être utilisé dans un large éventail de secteurs, tels que la santé, les biens de consommation et l’architecture.

La technologie FDM étape par étape

La technologie FDM permet de fabriquer des pièces tridimensionnelles en fusionnant et en déposant des filaments de plastique à l’aide d’une tête d’extrusion commandée par ordinateur.

Le processus comprend les phases suivantes :

  1. Conception – création du modèle 3D et découpe de la pièce

Comme pour les autres technologies de la FA, le processus commence toujours par la conception d’un modèle tridimensionnel à l’aide d’un logiciel de CAO.  Le modèle sera exporté vers un programme de stratification au format .STL (Standard Triangle Language) et le programme générera un fichier CMB en fonction des paramètres d’impression sélectionnés.

2. Chargement de la bobine avec un filament thermoplastique

Avant l’impression, la bobine doit être chargée de filament thermoplastique. Ce filament est le matériau utilisé pour l’impression FDM et fond lorsqu’il passe dans les buses à la température de travail.

3. Démarrage de la déposition

Une fois que les étapes ci-dessus ont été réalisées, la tête est mise en mouvement et le dépôt commence. Couche par couche, le matériau sera déposé pour reproduire le modèle 3D alimenté dans l’imprimante. Après le dépôt, chaque couche adopte la température de la chambre de travail, qui est tempérée.

4. Répétition du dépôt de la couche

Après avoir déposé une couche, la plate-forme d’impression se déplace vers le bas pour faire place à la couche suivante. Celle-ci est superposée à la précédente et le processus est répété tant que le projet n’est pas terminé.

Fabricaction additive

Post-traitement

Au moment d’enlever le matériau de support, il faut tenir compte du matériau utilisé. La méthode du matériau de support soluble utilise un système automatisé d’élimination du support, dans lequel le matériau est éliminé par une solution détergente aqueuse agitée. Il existe une autre méthode qui consiste à retirer les supports manuellement (généralement à l’aide d’une pince à bec effilé).

Quelques aspects à prendre en compte

Déformation

L’instabilité élastique est due à la solidification du matériau thermoplastique après le dépôt couche par couche. Le matériau aura des vitesses de refroidissement différentes sur différentes parties de sa surface. Ainsi, le matériau choisi jouera un rôle important dans la déformation, car certains matériaux plastiques sont plus sensibles à la déformation.

Adhésion des couches

En principe, plus les couches adhèrent entre elles, plus la pièce est résistante.   La technologie FDM est basée sur le dépôt couche par couche, donc la température élevée du matériau contribuerait à la bonne connexion des couches.

Taille d’impression et hauteurs de couche

La hauteur des couches est déterminante dans cette technologie. Plus les couches sont basses, plus la résolution pour la reproduction des géométries est élevée. De même, pour produire une couche dont la hauteur est plus réduite, il faut consacrer plus de temps de production que pour produire une couche plus épaisse (c’est-à-dire que plus la couche est épaisse, moins le trajet est effectué).

Ainsi, on constate que si l’on maintient une petite hauteur de couche, il est possible de produire des pièces lisses aux géométries courbes. Au contraire, une plus grande hauteur de couche permettra de produire une vitesse plus élevée.

Par conséquent, lorsqu’il est nécessaire de produire des géométries courbes ou des bords précis, il convient de choisir une petite hauteur ; lorsqu’une telle précision n’est pas requise, il est possible de produire plus rapidement en maintenant une hauteur de couche plus importante.

En résumé

La technologie FDM est idéale pour imprimer plus rapidement des prototypes et des pièces fonctionnelles. En outre, elle permet d’imprimer une large gamme de tailles grâce à sa zone d’impression moins restrictive. Elle admet également une grande variété de matériaux qui, même en subissant quelques modifications, donnent des résultats optimaux. Les délais sont courts et c’est une technologie plus rentable pour produire des pièces thermoplastiques personnalisées.

Chez Mizar, nous sommes des spécialistes de cette technologie. Contactez-nous pour en savoir plus !

Gorka Fernández

Business Development at MIZAR Additive ➽ Metal and plastic additive manufacturing | Industrial Sector - Aerospace - Transport - Large Scientific Facilities ✱ Powder Bed Fusion - Fused Deposition Modeling – Polyjet
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