Comment bien choisir son imprimante 3D ?
L’impression 3D étant relativement jeune, elle évolue encore beaucoup, que ce soit d’un point de vue des technologies comme des matériaux. Néanmoins, les modèles grands public possèdent quelques caractéristiques techniques communes qu’il est indispensable de bien comprendre avant de passer à l’achat.
Qu’est-ce que la tête d’extrusion ou tête d’impression ?
À l’image des imprimantes classiques, les imprimantes 3D possèdent ce que l’on appelle parfois une tête d’impression. C’est un raccourci de langage puisque le système est en fait composé de différents éléments dont une tête d’impression, un ou plusieurs extrudeurs, un corps chauffant, une buse, un dissipateur... C’est ce mécanisme qui laisse passer via un trou la matière d’impression. Il se déplace généralement sur les 3 axes X, Y et Z pour déposer le filament. Le diamètre depend donc de lui.
Mais c’est également le nombre d’extrudeurs qui compte puisque certains modèles en ont 2 (parfois avec une seule buse en sortie) ce qui est indispensable pour utiliser plusieurs couleurs et matériaux, sauf à prendre un filament multicolore.
Les deux principaux mécanismes ou type de tête d’impression sont le type "bowden" et le "direct drive".
Le premier pousse le filament à travers un tube PTFE (téflon) vers la tête d'impression. Avantageux car le poids est déporté hors de la tête d'impression, mais déconseillé pour imprimer des filaments flexibles. De plus les rétractations doivent être plus grandes (environ 4/5 mm), ce qui peut provoquer du "stringing" ou cheveux d'anges entre les déplacements de la buse hors des périmètres de la pièce imprimée.
Le second est un extrudeur monté sur la tête d'impression. Le filament a moins de distance à parcourir pour aller vers la buse et les rétractations sont plus légères (environ 1 mm). Le poids implique cependant quelques défauts comme du ghosting qui est le résultat d'une inertie de la tête d'impression sur ses mouvements. Idéal pour le filament flexible.
Quelle épaisseur pour la couche d’impression 3D ?
Exprimée en micron, l’épaisseur de couche des filaments va grandement influer sur la qualité de la réalisation 3D. Plus l’épaisseur est petite, plus le rendu sera lisse et fin. Cela permet également d’imprimer plus de détails.
La fourchette est très large de quelques dixièmes de microns à plusieurs centaines de microns. Au-delà de 200 microns, même pour un néophyte, le résultat pourra être décevant.
Plateau chauffant
Le plateau de l’imprimante 3D est également un élément extrêmement important déjà parce que c’est lui qui supporte l’impression à proprement parler. Son revêtement sera donc un premier critère qui impactera le décollage de vos impressions mais aussi le nettoyage du plateau en lui-même. Le verre fait partie des plus prisés.
Mais ce sont surtout ces dimensions et l’option chauffante qui doivent vous alerter.
C’est en effet la taille du plateau qui détermine la taille maximale des impressions possibles (voir plus bas).
Quant au plateau chauffant, il facilite l’adhésion entre les couches et limite le warping ou gauchissement. Ce phénomène est une réaction thermique sur les matériaux d’impression qui se rétractent et se déforment (voire se décollent) en refroidissant. Tous les matériaux ne sont pas sensibles de la même manière au warping (l’ABS y étant le plus sujet, le PLA n’en souffrant quasi pas) mais un plateau chauffant permet de limiter grandement le phénomène.
La taille des objets en 3D
La limite la plus évidente de l’impression 3D aujourd’hui concerne la taille des créations. Selon le modèle d’imprimante sélectionné, l’objet à imprimer aura une taille plus ou moins importante. Bien évidemment, les imprimantes industrielles sont beaucoup moins limitées et disposent d’une surface d’impression bien plus importante.
La limite de volume se retrouve dans les fiches techniques et reprend donc les dimensions longueur x largeur x hauteur exprimées en mm (ex : 305 x 305 x 605 mm signifie que vous pouvez imprimer des objets jusqu’à 30 cm de côté et 60,5 de haut).
Pour une création 3D volumineuse, la seule solution aujourd’hui possible est d’imprimer l’objet en plusieurs morceaux distincts. Par exemple pour une grande figurine, il faudra imprimer les jambes séparément, puis le torse, les bras, et enfin la tête. Cela s’avère fastidieux mais permet d’imprimer un objet dans des dimensions importantes.
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Les consommables pour imprimantes 3D
Comme vu précédemment, le consommable nécessaire à l’impression est en fait un filament chauffé jusqu’à son point de fusion. Ainsi, il faut oublier les cartouches d’encre traditionnelles et se tourner vers des bobines de filaments pour alimenter son imprimante 3D.
On retrouve généralement 4 matières principales pour ces filaments disponibles dans le commerce, le PLA (polylactic acid, ou acide polylactique), le PETG (polyéthylène téréphtalate), l’ABS (acrylonitrile butadiène styrèn), ou encore le TPU (Polyurétane), un matériau souple.
Pour une imprimante classique, on raisonne en nombre de pages pour la capacité d’une cartouche d’encre. Pour une bobine de filament, on va raisonner en nombre de pièces en termes de dimensions. Mais outre le modèle, le rendement va dépendre du diamètre et du type de filament utilisé.
Aujourd’hui, les consommables sont de plus en plus variés et exotiques (attention à l’usure de vos buses). Il existe par exemple des filaments dits « bois » (de fines particules de bois sont mélangées au PLA), des filaments à base de fibres de carbone (même procédé), des filaments brillants et luisants, aussi appelés « silk », des filaments phosphorescents etc. Si le plastique est la norme pour le grand public, certains industriels commencent à réussir à imprimer avec des matériaux variés. L’intérêt pour une chaîne de production ou la manufacture à grande échelle est évident, mais aussi pour les possibilités que cela ouvre.
Des matériaux naturels donnant lieu à des constructions elles aussi plus variées sont déjà utilisées dans le monde professionnel.
Des composés hybrides de ces matériaux sont également envisageables, mêlant du bois, du métal et de la pierre au sein d’un même objet.
Quelle vitesse d’impression choisir pour son imprimante 3D
Mesurée en millimètres par secondes, elle indique logiquement à quelle vitesse l’imprimante 3D dépose le matériau. La vitesse d’impression indiquée par les constructeurs est surtout informative car en fonction du degré de précision souhaitée, elle sera adaptée (imprimer un objet en 50 microns prend plus de temps que le même objet en 100 microns). Il est même possible de dépasser sur certains modèles les vitesses indiquées.
Interface avec l’ordinateur et logiciel
Si de nombreuses imprimantes 3D possèdent un écran pour piloter ses travaux, la connectique pour relier l’appareil à un PC et ses différentes possibilités pour lire les fichiers peuvent constituer des éléments de choix. Pour être parfaitement autonomes, des modèles disposent de lecteurs de cartes mémoire (SD ou micro-SD), d’USB et/ou de WiFi voire de prises RJ45.
Certaines marques fournissent des solutions logicielles de création pour bien débuter avec son imprimante. Elles permettent surtout d’adapter plus précisément l’objet à l’imprimante. Il existe bien sûr de nombreuses applications tierces de modélisation 3D, selon votre degré de maîtrise, il peut être préférable de se tourner vers des solutions professionnelles.
Couleurs
Plusieurs couleurs sont déjà disponibles pour réaliser des impressions en matériaux de synthèse. Dans chacune de ces matières, on retrouve les inévitables couleurs primaires, mais aussi diverses déclinaisons. Il existe également des filaments multicolores sur une seule et même bobine qui permettent d’imprimer en dégradé.
Certains modèles disposent de plusieurs têtes d’impression qui peuvent intervenir sur une même création, permettant des objets de plusieurs couleurs différentes.
Il ne faut surtout pas oublier qu’il s’agit d’un polymère de plastique. Par conséquent, il est tout à fait possible de peindre vos créations une fois l’impression terminée. De la peinture à maquette sera ainsi recommandée (ou peinture à figurines), avec l’application préalable d’une sous-couche.
A terme, les couleurs sont amenées à se diversifier, de même que leur mélange au sein d’une même création 3D.
Nos astuces
Des logiciels de création tels que Sketchup ou encore Thinkercad sont très utiles car faciles d’accès. L’apprentissage se fait relativement rapidement pour des formes simples et il existe une myriade de tutoriels sur le web pour progresser.
Il s’agit d’une très bonne alternative à la création pure, si vous ne disposez pas de solides compétences en infographie et design 3D.
