Problèmes dus à un positionnement incorrect de la bobine de filament

Un élément qui n'est souvent pas pris en compte, mais qui peut être une source de défaillance, est la position de la bobine et son chemin vers l'extrudeur. Afin de faciliter le travail de l'extrudeur, il faut rechercher la résistance minimale à la traction du filament. Plus la résistance est élevée, plus le moteur de l'extrudeuse doit travailler dur, ce qui génère plus de chaleur et augmente le risque de perte de pas. De plus, le frottement des roues sur le filament augmente, ce qui provoque une usure et une saleté accrues et augmente le risque de morsures dans le filament.

Position optimale de la bobine

L'emplacement optimal de la bobine est celui qui garantit le chemin le plus court et le plus droit vers l'extrudeur. En outre, les points suivants doivent être pris en compte :

• Tubes PTFE : Si la distance entre la bobine et l'extrudeur est élevée (généralement plus de 15-20 cm) ou s'il n'est pas possible de placer la bobine directement sur l'extrudeur dans les systèmes directs, un tube PTFE doit être utilisé pour guider le filament.

• Si le tube PTFE est utilisé pour conduire le filament de la bobine à l'extrudeur, il faut utiliser un tube dont la section interne est légèrement supérieure au diamètre du filament. Les tubes dont le diamètre est serré produisent plus de friction et augmentent les contraintes sur le moteur.
• Si le tube PTFE est utilisé pour conduire le filament de l'extrudeuse au serre-fil (systèmes Bowden), le diamètre interne doit être ajusté pour obtenir la pression la plus homogène possible. Dans ces cas, il est recommandé d'utiliser des tubes en PTFE de haute qualité avec un coefficient de friction le plus faible possible.

Dans les deux cas, la course doit être la plus courte possible (80 cm maximum dans le cas des systèmes Bowden) et avoir le plus grand rayon de courbure possible. En outre, une extrémité du tube en PTFE doit être insérée directement dans l'extrudeuse, tandis que l'autre extrémité doit être placée tangente à la bobine et à une distance d'environ 10 cm de la zone de déroulement du filament.

Image 1 : Position correcte de l'entrée du tube PTFE. Source: Filament2print

• Porte-bobines : Bien qu'il puisse sembler qu'il soit préférable que le porte-bobine exerce le moins de friction possible, ce n'est pas le cas. Il est vrai que le porte-bobine ne doit pas exercer une friction excessive, mais il ne doit pas non plus permettre à la bobine de tourner librement. Si la bobine tourne trop, il y aura une perte de tension dans les derniers tours de filament, ce qui augmentera le risque de chevauchement lorsque la tension sera rétablie.

Image 2 : Chevauchement des filaments dans une bobine. Source : Filament2print.com

Filaments flexibles

Dans le cas de filaments flexibles, il est particulièrement important de réduire la distance et la friction. Si les valeurs de friction sont importantes, le filament se déforme proportionnellement à la distance qui le sépare de la bobine, réduisant sa section transversale en raison du phénomène de striction. En pratique, cela signifie que la section réelle du filament n'est pas la section nominale, d'où la nécessité de réajuster le flux pour éviter un manque d'extrusion. C'est pourquoi il est parfois nécessaire d'utiliser des valeurs de débit supérieures à 115% dans certaines combinaisons d'imprimante et de filament souple.

Filaments avec charges métalliques ou céramiques

L'une des caractéristiques des filaments à forte charge métallique ou céramique destinés au frittage est leur grande fragilité à la flexion. C'est pourquoi le mode d'alimentation de ce type de filament est crucial pour éviter la casse pendant l'impression.

Lorsque vous souhaitez utiliser ce type de filament, il est conseillé de le faire dans une imprimante 3D équipée d'un système d'extrusion directe et d'alimenter le filament de manière à ce que le chemin de la bobine à l'extrudeuse soit complètement droit.

Dans le cas de l'utilisation d'imprimantes Bowden, il faut rechercher le plus grand rayon de courbure possible sur le trajet, même si cela implique l'utilisation de plus grandes longueurs de tubes PTFE. Il peut également être nécessaire d'utiliser des dispositifs qui préchauffent le filament avant qu'il n'atteigne l'extrudeuse afin d'augmenter sa ductilité.

Image 3 : Dispositif Filawarmer, destiné à préchauffer des filaments métalliques. Source : The Virtual Foundry

Remarque : Ce guide aborde les concepts de manière générale et ne se concentre pas sur une marque ou un modèle particulier, bien qu'ils puissent être mentionnés à un moment donné. Il peut y avoir des différences importantes dans les procédures d'étalonnage ou de réglage entre les différentes marques et modèles, il est donc recommandé de consulter le manuel du fabricant avant de lire ce guide.