La dépose de filament FDM
Fin des années 80, Scott Crump dépose un brevet pour la technologie de dépôt de matière fondue. Cette méthode est connue sous les acronymes FDM (Fused Deposition Modeling), FFF (Fused Filament Fabrication) ou encore MPD (Molten Polymer Deposition). C’est l’une des technologies les plus répandues du marché de par son coût relativement faible mais aussi sa simplicité d’utilisation.
Comme toute impression 3D, tout commence par une modélisation en 3D de l’objet souhaité à partir d’un logiciel de CAO. L’utilisateur obtient alors un fichier qui est découpé en plusieurs couches grâce à un slicer sur lequel il pourra choisir ses paramètres d’impression. Ces derniers varient notamment en fonction du modèle de l’imprimante et bien évidemment du filament choisi.
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Ce procédé d’impression 3D FDM consiste à fondre un filament et à le déposer couche par couche à l’aide d’une buse d’impression. Entre chaque couche, le plateau d’impression descend afin de permettre la l’extrusion de la couche suivante. Ce procédé de dépôt de couches fondues se répète jusqu’à ce que l’objet soit entièrement confectionné par l’imprimante FDM.
Le matériau d’impression, le filament plastique ou composite d’un diamètre de 1,75 mm ou 2,85 mm, est dirigé vers l’extrudeur de l’imprimante qui permet de le faire avancer ou reculer. Il est alors extrudé grâce à une buse sur le plateau d’impression. C’est ce plateau ou la tête d’impression qui bouge en fonction des axes X, Y et Z afin que la matière soit déposée à l’endroit voulu.
La hauteur de couche détermine alors la qualité de l’impression 3D. Certaines imprimantes 3D FDM peuvent disposer de deux (ou plus) têtes d’impression pouvant imprimer différentes couleurs et surplomber les zones d’une impression tridimensionnelle complexe. L’extrudeur est attaché à un système avec trois axes différents, les directions X, Y et Z.
Bobine de filament : plusieurs matières (ABS, PLA, nylon, …) et plusieurs couleurs possibles
Extrudeur : équipé d’un moteur pas à pas et d’une roue crantée, il sert à faire avancer et reculer le filament de manière précise et ainsi doser la matière
Elément chauffant : sert à fondre le filament
Buse : c’est un « nez » chauffant doté d’un petit trou de diamètre 0,3 à 0,5 mm à travers lequel la matière est expulsée
Il est possible d’utiliser des supports d’impression qui viendront tenir les parties les plus fragiles de la pièce, à la manière d’un échafaudage. A la fin de l’impression elle seront éliminées.
Lorsque la technologie FDM a commencé à se développer, les filaments généralement utilisés étaient plutôt du plastique classique comme du PLA ou de l’ABS. C’est toujours le cas aujourd’hui même si on observe un développement important de matériaux composites et techniques : plastique, métal, filaments de bois et de pierre, céramique et matières alimentaires qui se déclinent en plusieurs couleurs.
La technologie d’impression 3D FDM est une des techniques d’impression 3D les plus populaires, elle donne accès à une fabrication rapide. D’ailleurs la majorité des imprimantes 3D personnelles fonctionnent sur ce principe. Il s’agit d’une option parfaite, que ce soit pour le prototypage ou la production de pièces fonctionnelles en petites séries. C’est en effet une solution d’impression 3D à un coût abordable.
Aujourd’hui l’industrie agroalimentaire et la médecine s’emparent peu à peu de cette technique pour imprimer des aliments et des cellules en adaptant la tête d’extrusion.
