Pauses dans l'impression 3D: insertions et changements de couleur

Lorsqu'un utilisateur d'une imprimante 3D FDM atteint un niveau de connaissances moyen, il cherche à accroître la complexité de ses impressions, à la fois en termes de fonctionnalité et de finition. Vous trouverez ci-dessous une série de conseils pour augmenter les performances d’une imprimante 3D grâce aux arrêts programmés et aux inserts métalliques.

Arrêt prévu

L'arrêt planifié est une action très simple à réaliser et que de nombreux utilisateurs ont peur de faire. La première étape consiste à savoir exactement à quelle hauteur (en millimètres) vous souhaitez arrêter l'impression pour une raison quelconque. Selon le logiciel de stratification utilisé par l'utilisateur, il peut être trouvé directement (numéro de couche X) ou indirectement (X mm). Dans ce dernier cas, vous devez rechercher le numéro du couche que sur lequel vous souhaitez vous arrêter et le multiplier par l'épaisseur de chaque calque pour obtenir la hauteur totale en millimètres.

Une fois connue l'hauteur totale, par exemple 14 mm, il existe deux manières de programmer l'arrêt: directement dans le GCode ou dans le logiciel de lamination.

Au début de l'impression 3D, le GCode d'une pièce a été modifié pour programmer un arrêt à la hauteur souhaitée. Pour cela, l'utilisateur doit rechercher la hauteur de la couche (Layer) et entrer la commande M600 à la ligne suivante du code. Cette commande est le changement de filament qui apporte des imprimantes 3D prédéfinies utilisant Marlin ou des dérivés.

Image 1: GCode avec arrêt M600

Il existe actuellement une autre méthode d’arrêt beaucoup plus simple. Les logiciels de plastification comme Cura3D ont un plugin permettant d’effectuer différents types d’arrêt. Comme il est très facile de réaliser cette action, les paragraphes suivants expliquent les types de chômage possibles.

Changement de filament

L'arrêt pour changement de filament est une action idéale lorsque vous souhaitez réaliser des pièces de plusieurs couleurs avec une seule extrudeuse, même si l'utilisateur doit prendre en compte lors de la conception que ceci n'est valable que pour les changements de couleur sur l'axe Z et à différentes hauteurs de couche. Pour programmer le changement de filament avec le Cura3D, allez à "Extensions -> Postprocessing -> Modify GCode" et sélectionnez "Filament Change", où vous devez sélectionner la hauteur de la couche, la longueur de retrait et l'insertion du filament et la position où il est souhaitable de déplacer le HotEnd à l’arrêt. Cette configuration peut être répétée autant de fois que l’utilisateur le souhaite.

Image 2: Changer de filament avec le traitement 3D. Source: Cura 3D

Arrêter à la hauteur désirée

Effectuer un arrêt à une certaine hauteur est très utile pour introduire un élément dans la pièce en cours d'impression, tel que d'autres pièces imprimées, des aimants ou des écrous. L’intégration d’écrous dans les pièces imprimées est une action très intéressante et productive lors de la fabrication de pièces fonctionnelles. Pour cela, la conception doit être réalisée en tenant compte de la taille de l'écrou (longueur entre les faces des deux axes), du jeu nécessaire du boîtier et de la position de placement de l'écrou lui-même. Si la position de l’écrou laisse des espaces sans matériel, ce qui est courant lorsque l’écrou n’est pas placé parallèlement au socle d’impression, il est recommandé d’imprimer un morceau pour le placer au-dessus de l’écrou lui-même, ce qui parvient à occuper l’espace libre jusqu’à la hauteur du calque arrêté. L'image suivante montre ce qui a été expliqué ci-dessus; la partie violette est la pièce de base, la partie ocre est la noix et la partie bleue est la pièce imprimée occupant l'espace vide.

Image 3: Comment insérer un écrou dans un plan incliné. Source: Markforged

Dans Cura3D, ce type d’arrêt est programmé dans la section: "Extensions -> Postprocessing -> Modify GCode" et sélectionnez "Pause at height". Avec ce type d’arrêt et avec le "Filament Change", lorsque l’imprimante 3D atteint la hauteur sélectionnée, arrête l'impression jusqu'à ce que l'utilisateur la reprenne en appuyant sur l'un des boutons de l'écran.

Insert métallique

Une alternative à l'intégration des écrous au milieu d'une impression consiste à utiliser des inserts métalliques. Quel que soit le type d’insert, l’utilisateur doit bien comprendre les deux facteurs clés des inserts: la résistance à l’extraction et la résistance à la rotation. La résistance à l'extraction est l'opposition de l'insert à sortir de son logement lorsque la vis est serrée. Cette valeur peut être augmentée en augmentant la longueur de l'insert. La résistance à la rotation est l'opposition de l'insert à se retourner sur lui-même lors du serrage de la vis. Dans ce cas, la résistance augmente avec l'augmentation du diamètre du trou. Un autre aspect à prendre en compte de manière générique est le diamètre nécessaire pour chaque type et taille d'insert, il est nécessaire de consulter la fiche technique du fabricant pour obtenir le diamètre de trou recommandé.

Avec les points ci-dessus, il est courant d’utiliser deux types d’insert: les inserts filetés chauffants et les inserts filetés autotaraudeurs.

Inserts filetés chauffants

Ces types d'inserts sont utilisés avec des matériaux thermoplastiques, qui fondent à basse température. Le mode d’utilisation est très simple et ne nécessite que le recours à une soudeuse à la chaleur ou à une autre source de chaleur qui contacte l’insert par contact chaud. La géométrie de ces composants est conçue pour que, lorsque le plastique fond des parois du trou, il se forme une union résistante qui l’empêche de sortir ou de tourner sur lui-même.

Image 4: Insérez l'insert thermique. Source: Markforged

Ces types d'inserts conviennent parfaitement à la plupart des pièces et des matériaux utilisés dans l'impression 3D FDM.

Inserts filetés auto-taraudeurs type ensat

Certains matériaux utilisés dans l'impression 3D SLS et sur la résine fondent à des températures plus élevées ou ne se comportent pas de manière stable lorsqu'ils sont chauffés. Dans ces cas, il est recommandé d'utiliser des inserts filetés autotaraudeurs (Ensat bush).

Ce type d’insert permet l’union par vis avec une capacité de charge et une température élevées. Sa forme conique à l'extrémité inférieure, accompagnée d'une rainure de coupe, crée automatiquement le filetage dans le trou. Pour les insérer, il vous suffit d'une vis avec le diamètre intérieur de l'insert et de deux écrous pour fabriquer le contre-écrou.

Image 5: Système de contre-écrou. Source: Norelem

Pour ces deux types d'inserts, il existe également un outil spécial, recommandé aux utilisateurs qui effectuent ce type de processus régulièrement.

Conclusion

En suivant les conseils mentionnés ci-dessus, tout utilisateur d’une imprimante 3D peut élargir son champ d’application en augmentant la fonctionnalité de ses composants.