Nous allons vous expliquer l’impression par dépôt de matière FDM-FFF. FDM signifie “Fused Deposition Modeling” et FFF, “Fused Filament Fabrication”.
Principe de l’impression FDM
On considère que la technique FDM ou FFF* est la principale technologie derrière les imprimantes 3D de bureau. Cette technique repose sur 3 éléments principaux :
- un plateau d’impression sur lequel est imprimé la pièce,
- une bobine de filament qui sert de matériau d’impression,
- une tête d’extrusion également appelé extrudeur.
Pour résumer, l’extrudeur de l’imprimante 3D entraine et fond le filament.. Celui-ci dépose le matériau de manière précise couche par couche sur le plateau.
© Mémoire Fab Lab ENSA PVS
Fonctionnement de l’impression FDM
Tout commence par la conception de l’objet à partir d’un logiciel de CAO (comme SolidWorks, TinkerCAD ou Blender par exemple). Le fichier 3D obtenu, le plus souvent au format .STL, est découpé en plusieurs couches grâce à un logiciel dénommé « slicer » (comme Makerware, Cura ou Repetier). Dans ces logiciels, il est possible de sélectionner les divers paramètres de l’impression. Une fois la configuration faite, l’impression se lance. L’impression 3D démarre par la mise à température de la machine (autour de 200°C). En effet, c’est une étape nécessaire pour la fusion de la matière. Parmi les matériaux d’impression 3D populaires en dépôt de matière fondue, on retrouve le PLA (acide polyactique) et l’ABS (acrylonitrile butadiène styrène).
Ensuite, un filament de matière de 1,75 mm ou 2,85 mm de diamètre est extrudé, une fois que la machine est chauffée. Cela se fait sur la plateforme à travers une buse se déplaçant sur 3 axes, x, y et z. La plateforme descend d’un niveau à chaque nouvelle couche appliquée, jusqu’à impression de l’objet.
© Aux Merveilles
Lors de l’impression, il est possible d’utiliser des supports à la manière d’un échafaudage. En effet, ils viennent supporter les parties en porte-à-faux du modèle 3D, les plus susceptibles de s’écrouler. Ces supports peuvent être dans le même matériau que l’objet imprimé ou bien dans un matériau soluble dans l’eau ou le limonène par exemple. Même si plus compliquées à piloter, certaines imprimantes 3D sont équipées de plusieurs extrudeurs afin de combiner plusieurs coloris ou matériaux (comme des matériaux supports notamment).
Matériaux compatibles avec l’impression FDM
L’impression 3D FDM est compatible avec un large choix de polymères thermoplastiques. PLA et ABS, mais aussi polycarbonate, PET, PS, ASA, PVA, Nylon, ULTEM. Elle est également compatible avec de nombreux filaments composites à base de métal, de pierre, de bois, ou offrant des propriétés mécaniques intéressantes. Comme la conductivité, la bio-compatibilité, la résistance aux températures ou aux conditions extérieures. En remplaçant l’extrudeur de l’imprimante 3D par un système de seringue, il est également possible de créer des pièces à partir de céramique, d’argile ou de matières alimentaires (comme du sirop ou du chocolat).
© Prismadd
Enfin, l’impression par dépôt de matière FDM existe aussi par dépôt d’énergie directe. On l’appelle DED “Direct Energy Deposition” ou DMD “Direct Metal Deposition”. C’est une technique d’impression 3D avancée, utilisée uniquement par quelques imprimantes 3D industrielles. A découvrir sur le blog !
Il faut savoir que l’impression par dépôt de matière, n’est pas la seule technique d’impression existante. En effet, il en existe en tout 5. Venez découvrir, l’impression par frittage de poudre, par photo polymérisation, par pulvérisation de matière et par lamination.
*Le terme FDM appartient à la société Stratasys, conceptrice initiale de cette technologie. C’est pourquoi les entreprises concurrentes ont changé le nom du procédé en FFF.