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Par rapport à la fabrication traditionnelle, l’impression 3D est moins chère, plus pratique et crée beaucoup moins de dégâts et moins de sous-produits toxiques. Après tout, cela a amené le prototypage et la fabrication à petite échelle dans nos chambres. Mais si l’impression 3D est pratique, elle n’est certainement pas facile.
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Absolument tout, qu'il s'agisse d'une tension de courroie inappropriée, d'un couple de serrage de buse incorrect ou d'un mauvais réglage de l'un des centaines de paramètres du logiciel de découpe, peut provoquer une défaillance catastrophique de votre impression 3D. Mais ne vous inquiétez pas, car nous avons compilé les causes les plus courantes d'échecs d'impression 3D ainsi que des conseils pratiques pour les éviter.
1. Cordage
Le cordage ne constitue peut-être pas un échec catastrophique pour les impressions 3D cosmétiques, mais de fines volutes de plastique s'étendant horizontalement sur tous les espaces vides de votre modèle vont également à l'encontre de l'objectif. Pire encore, un cordage excessif peut même entraîner des problèmes de jeu dans les impressions fonctionnelles, en particulier celles impliquant des pièces mobiles.
Quelles sont les causes du cordage ?
Ce défaut inesthétique se produit lorsqu'une imprimante 3D ne parvient pas à empêcher le filament fondu de suinter de la buse lorsqu'il traverse les interstices du modèle 3D. Ce phénomène est régi par plusieurs facteurs, allant de la viscosité du filament fondu à la pression générée dans la buse.
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En d’autres termes, imprimer à des températures excessives permettra au filament de suinter plus facilement hors de la buse et de provoquer des ficelles. Pendant ce temps, le fait de ne pas relâcher la pression de la buse entraînera également l’expulsion prématurée du plastique fondu. La présence d'humidité dans le filament peut également contribuer au cordage.
Pour ne rien arranger, certains matériaux comme le PETG sont intrinsèquement plus sensibles à ce défaut d’impression 3D.
Comment réparer le cordage : utilisez une température plus basse
Plus la température de votre buse est élevée, plus il est facile pour le filament de suinter alors qu’il ne devrait pas. Le réglage de la bonne température de buse permet d'obtenir la bonne viscosité du filament, ce qui permet à votre imprimante 3D de contrôler plus précisément le flux de filament fondu. Heureusement, il existe un moyen simple d’y parvenir.
La plupart des slicers modernes tels que PrusaSlicer, ou son homologue open source SuperSlicer, disposent de modèles de test de tour de température intégrés. Utilisez ces assistants d'étalonnage pour affiner le réglage de la température de la buse pour le filament de votre choix. La tour de température vous permet d'imprimer différentes sections du modèle à différentes températures de buse.
C'est parfait pour trouver la zone Boucle d'or entre l'optimisation de la force d'adhésion intercouche et l'atténuation du cordage. Effectuez le test d'impression à différents niveaux pour déterminer quel réglage de température est suffisamment fort pour votre application, tout en atténuant également les ficelles.
Comment régler les paramètres de rétraction
Maintenant que nous avons résolu la question de la température excessive des buses, nous pouvons aider votre imprimante à soulager la pression des buses. Pousser le filament fondu depuis un petit orifice à l’intérieur de la buse nécessite beaucoup de pression. Si l’énorme force de poussée n’est pas réduite avec le temps, le filament continuera à suinter de la buse et se manifestera par un filage.
Votre logiciel de découpe dispose d'un paramètre appelé distance de rétraction à cet effet. Comme son nom l'indique, il réduit la pression de la buse en tirant le filament dans la direction opposée. Les valeurs de distance de rétraction sont mesurées en millimètres et varient entre 0,4 mm et 1,2 mm pour les extrudeuses à entraînement direct. Les extrudeuses Bowden nécessitent cependant une rétraction comprise entre 2 mm et 7 mm. Si vous n'êtes pas sûr des types d'extrudeuses, notre explicatif sur les extrudeuses à entraînement direct et Bowden devrait vous couvrir.
La valeur change également avec la rigidité/élasticité du matériau du filament. L'impression de modèles d'étalonnage optimisés pour la rétraction est le seul moyen viable de déterminer le bon réglage pour votre imprimante 3D. Comme la tour de température, la plupart des trancheuses décentes auront des tours de rétraction intégrées. Sinon, vous pouvez télécharger une tour de rétraction depuis Imprimables pour savoir quel réglage de la distance de rétraction vous convient le mieux.
En plus de la distance de rétraction, la vitesse de rétraction a également un impact sur le cordage. Elle varie entre 25 mm/s et 60 mm/s pour la plupart des filaments, mais cela dépend aussi si vous utilisez une extrudeuse directe ou Bowden, tout en étant également affecté par la ténacité/élasticité du matériau à imprimer. Une vitesse trop faible aggrave le cordage, tandis qu'une valeur excessive entraînera un rongement du filament par les engrenages de l'extrudeuse, voire une rupture pure et simple. Encore une fois, les impressions d’étalonnage sont la meilleure solution.
2. Les buses sont obstruées
Les obstructions des buses se produisent lorsque le filament est incapable de passer à travers la buse, ce qui entraîne des impressions incomplètes ou une absence d'extrusion du tout. Contrairement au stringing, cela provoque invariablement un échec total d’impression. Identifier la cause du colmatage et trouver une solution n’est pas non plus aussi simple, en raison du grand nombre de variables impliquées.
Quelles sont les causes des obstructions des buses et comment les éviter
La complexité d’une extrudeuse d’imprimante 3D crée de nombreux points de défaillance qui pourraient contribuer au colmatage des buses. D'une manière générale, les principales causes vont des problèmes mécaniques (extrudeuse, buse, chauffage) à la sélection des filaments et aux pratiques de manipulation. Jetons un coup d’œil aux causes les plus courantes.
Qualité des filaments : Les filaments moins chers sont susceptibles de contenir de la poussière et des débris, qui peuvent s'accumuler dans la buse au fil du temps et éventuellement la bloquer. Il n’est pas rare de trouver même des fragments métalliques à l’intérieur de filaments fabriqués par des marques qui ne respectent pas les normes de fabrication appropriées. Il n’en faut pas beaucoup pour boucher une buse moyenne dotée d’une ouverture de seulement 0,4 mm. Il est avantageux d’utiliser des filaments de haute qualité provenant de marques réputées. Cependant, il est facile d'atténuer l'impact négatif des filaments bon marché si vous suivez nos conseils. guide de tirage à froid pour l'entretien préventif des buses .
Taille de buse incorrecte : Les filaments techniques utilisant des mélanges de fibres de carbone et de fibres de verre peuvent facilement obstruer les buses standard de 0,4 mm que l'on trouve sur la plupart des imprimantes 3D. Il est préférable d'utiliser des buses plus grandes de 0,6 mm pour atténuer le risque que les matériaux composites relativement gros bloquent le petit orifice d'une buse d'origine. Ce conseil s’applique également aux filaments en bois, qui brillent dans le noir et à base de métal.
Hauteur de couche excessive : Les couches plus épaisses s'impriment plus rapidement, mais en faire trop peut facilement obstruer votre buse. Idéalement, le réglage de la hauteur de couche ne devrait pas dépasser 75 % de la taille de votre buse. Cela signifie qu'une hauteur de couche de 0,3 mm est à peu près la hauteur maximale que vous pouvez utiliser en toute sécurité pour une buse de 0,4 mm.
L'impression de modèles avec des hauteurs de couche plus grandes nécessite un débit volumétrique de filament radicalement élevé, ce qui est impossible sans augmenter la température de la buse. Le fait de ne pas fournir suffisamment de chaleur empêche l’extrudeuse de pousser le filament froid hors de la buse.
Fluage thermique : À l’opposé du spectre, l’impression à des températures excessives peut provoquer une « infiltration » de chaleur du côté chaud à travers le coupe-chaleur et vers le côté froid. Les obstructions des buses se manifestent chaque fois que le filament fond du mauvais côté de la coupure thermique. Si le ventilateur de votre hotend cesse de fonctionner, vous n'avez même pas besoin d'imprimer à une température particulièrement élevée pour des matériaux à faible point de fusion tels que le PLA pour obstruer votre buse.
Cela peut être efficacement atténué en vérifiant le fonctionnement du ventilateur du hotend avant l'impression. L’utilisation de brise-chaleurs en titane ou en acier plus fin réduit également le fluage thermique. Si vous imprimez du PLA dans une imprimante fermée, garder la porte ouverte est une bonne idée. Si rien d’autre ne fonctionne, vous devrez peut-être passer à un ventilateur hotend plus puissant.
Usure de l'extrudeuse : Le moteur de l’extrudeuse et l’engrenage doivent générer d’énormes quantités de couple et d’adhérence pour pousser le filament à travers la buse. Cela est particulièrement vrai à des vitesses d'impression rapides pour les matériaux qui impriment à des températures plus élevées. Le couple de sortie des moteurs pas à pas d’extrudeuse vieillissants peut chuter avec le temps ou les engrenages de l’extrudeuse peuvent s’user. Une combinaison de ces facteurs sur une ancienne imprimante peut créer une baisse suffisante de la force d’extrusion pour provoquer un colmatage de la buse.
Cependant, lorsque vous vous retrouvez avec une buse obstruée, notre astucieux Guide de débouchage des buses d'imprimante 3D sera utile.
3. Déformation
La déformation se produit lorsque les coins ou les bords d’une impression se détachent du lit d’impression pendant l’impression. Bien que cela puisse ressembler à un défaut esthétique, cela ruine la précision dimensionnelle des impressions fonctionnelles, ce qui constitue une rupture. Pire encore, une déformation excessive peut également faire décoller l’intégralité de l’impression du lit et gâcher l’impression.
Quelles sont les causes de la déformation ?
Il est plus facile de comprendre les mécanismes de déformation si vous visualisez un mur miniature imprimé en ABS. Les premières couches sont déposées à 260°C sur un lit chauffé jusqu’à 100°C pour faciliter l’adhésion. Au fur et à mesure de l'impression, les couches proches du lit sont à 100°C, tandis que celles situées plus haut sont à un tiers de cette température.
Les couches supérieures en contact avec l'air ambiant plus froid commencent à rétrécir à mesure qu'elles refroidissent, tandis que les couches inférieures plus chaudes proches du lit chauffé sont relativement plus grandes en raison de l'expansion. Le rétrécissement des couches supérieures entraîne le recourbement des couches les plus chaudes près du lit, ce qui devient évident lorsque les coins se soulèvent du lit.
Bien que l’adhésion au lit puisse atténuer la déformation, celle-ci se produit en réalité en raison de la différence de température entre les couches chaudes et froides de l’impression. C’est précisément la raison pour laquelle la déformation est plus évidente dans les matériaux techniques tels que le nylon et l’ABS, imprimés à des températures nettement plus élevées.
Comment éviter la déformation
Combler le différentiel de température susmentionné est le meilleur moyen d’atténuer la déformation. Il est plus facile d’y parvenir pour les impressions ABS car tout ce dont vous avez besoin est une chambre d’impression fermée. Cela emprisonne la chaleur générée par le lit pour amener des températures de chambre jusqu'à 70 °C pour les petites imprimantes telles que la série Voron 0.
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Cette méthode fonctionne également pour les matériaux plus difficiles tels que le nylon et le polycarbonate. Idéalement, vous devriez déplacer l’électronique de votre imprimante à l’extérieur de la chambre pour garantir sa longévité. Cela dit, un simple boîtier ne peut toujours pas empêcher les impressions extrêmement grandes ou hautes de se déformer dans une imprimante 3D plus grande. À ce stade, vous devez chauffer activement la chambre d’impression pour la rapprocher au moins de 60°C.
Il convient de noter que des températures de chambre aussi élevées ne sont pas idéales pour des matériaux tels que le PLA et le PETG, qui ont tendance à se ramollir à ces températures. Il est préférable d'imprimer ces matériaux dans des imprimantes 3D ouvertes, avec le lit chauffé à la température de transition vitreuse (ramollissement) (entre 45°C et 60°C) pour faciliter l'adhésion. La déformation peut être encore atténuée en réduisant la température de la buse, mais cela conduit également à des impressions plus faibles.
En règle générale, l'ajout de bords sur de grandes surfaces planes ou de languettes sur des coins pointus de vos impressions améliore l'adhérence, car cela empêche efficacement le matériau rétrécissant de déformer les couches inférieures. Notre guide sur les différentes surfaces d'impression 3D (et quand les utiliser) vous aidera à améliorer l’adhérence de votre première couche.
4. Séparation des couches ou impressions faibles
La séparation des couches, ou délaminage, se produit lorsque les couches d'une impression n'adhèrent pas correctement les unes aux autres, ce qui entraîne des espaces ou des fissures dans l'impression. Une imprimante 3D est essentiellement un pistolet à colle thermofusible contrôlé par un robot. Et la colle thermofusible fonctionne parce qu’elle est chaude.
De même, imprimer à des températures de buse plus basses donnera des impressions plus jolies qui ne se déformeront pas beaucoup, mais le manque de chaleur altère sérieusement l’adhérence entre les couches. Cela conduit à des impressions faibles qui s'enclenchent facilement le long des lignes de couche.
Comment améliorer l'adhérence des couches et prévenir les impressions faibles
La résistance de votre impression 3D dans toutes les directions, sauf le long des lignes de couches, est régie par le fabricant du filament. En savoir plus sur comment le choix du filament impacte le succès de vos impressions 3D . Cependant, les lignes de couches sont les points de défaillance invariables de toutes les impressions 3D, quel que soit le matériau utilisé. Il est donc essentiel de suivre ces bonnes pratiques pour améliorer l’adhésion intercouche.
Impression à des températures adéquates : Calibrez la température de votre buse avec les impressions de test de la tour de température susmentionnées. Ces modèles 3D sont conçus pour être capturés à chaque section de température afin de vérifier la force d'adhésion des couches. C’est la meilleure façon de trouver un équilibre entre la qualité d’impression et la résistance des couches intercalaires.
Vitesse élevée du ventilateur de refroidissement : Si la vitesse du ventilateur de refroidissement des pièces est trop élevée, les couches peuvent refroidir trop rapidement, ce qui entraînera une mauvaise adhérence. Même si un refroidissement plus rapide des pièces garantit des impressions plus jolies et une meilleure qualité de surplomb/support, cela a un impact négatif sur l'adhérence intercouche dans des matériaux tels que l'ABS, le nylon et le polycarbonate.
Filament humide : La présence d'humidité dans le filament provoque la production de vapeur dans la buse chaude, ce qui introduit des microbulles et des vides dans le matériau extrudé. Cela non seulement ruine la qualité de surface d’une impression, mais la rend également cassante. Les matériaux adaptés aux débutants tels que le PLA et le PETG ne sont pas sensibles à l'humidité, mais les filaments hygroscopiques tels que le nylon doivent être soigneusement séchés dans un séchoir à filaments avant l'impression.
Les quatre cavaliers de l’apocalypse de l’impression 3D
Réussir des impressions 3D ne se limite pas à garantir une bonne adhérence de la première couche. Le réglage des paramètres de votre imprimante et de votre slicer pour atténuer ces quatre modes de défaillance courants devrait réduire considérablement vos chances de rencontrer une impression 3D ratée.