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Impression 3D, le matériel...

Je m’attarderais uniquement sur le matériel strictement nécessaire à la transformation d’une fraiseuse numérique en imprimante 3D. La présentation du matériel sera donc « limité » à l’extrudeuse.

L’extrudeur :


L’extrudeur est le système mécanique qui permet d’entraîner et pousser la matière première vers une buse chauffée. La matière première est communément du jonc de plastique d’un diamètre de 3 mm ou 1.75 mm.

L’extrudeur devra donc pouvoir entraîner mécaniquement la matière vers la buse, l’entraînement devra être asservi (piloté) pour réguler le flux de matière.

L’extrudeur est généralement composé d’un arbre cannelé, le jonc sera emprisonné entre cet arbre et un roulement qui assurera une pression suffisante pour que ce jonc ne puisse pas ripper lorsqu’il sera poussé dans la buse.
L’axe cannelé est asservi à un moteur pas à pas via une réduction, permettant d’augmenter le couple et la précision.

Il est tout à fait possible de réaliser soi-même l’extrudeur, le système est relativement simple, l’Internet sera une bonne source d’inspiration. Cependant, dans le but de simplifier au maximum et de mettre toutes les chances de réussite de mon côté, j’ai utilisé un modèle d’extrudeur mis au point par un « RepRappeur », ce modèle est devenu une référence, il s’agit du «Greg's Wade reloaded » créé par Jonas Kühling (voir http://www.thingiverse.com/thing:18379).
 

 Extrudeur1

Cet extrudeur est prévu pour être « imprimé ». Il est disponible un peu partout, vous trouverez un kit complet sur le site CncFraises.fr, par exemple.

L’avantage de cet extrudeur est qu’il est simple et parfaitement au point, il suffit de monter un moteur pas à pas type Nema17 et tout est (déjà) prêt. Cet extrudeur est tellement employé que la grande majorité des buses commerciales se montent instantanément dessus.

La mise en œuvre est simple, il suffit de détendre les ressorts de pression, insérer le jonc plastique, engager le jonc sur l’axe cannelé et resserrer les ressorts pour assurer suffisamment de pression sur le jonc plastique pour qu’il ne glisse pas sur l’axe cannelé et soit parfaitement entraîné.

Le réglage de l’extrudeur sera abordé plus tard.

La buse :

La buse doit assurer la fonte de la matière première et le dépôt de la matière sur l’objet à imprimer.
Cette petite pièce est assez technique, la température à atteindre pour faire fondre le plastique est importante (plus de 230° pour certains plastiques), la chaleur ne doit pas se propager sur le corps de la buse, uniquement à son extrémité, sinon les pièces de l’extrudeur risquent de monter en température,  le jonc risque de se ramollir dans la partie supérieure de la buse et de l’extrudeur, il sera alors impossible de « piloter » correctement le débit d’écoulement (flow) de plastique et le mécanisme risque de ne plus fonctionner.

Il y a eu beaucoup de tentatives pour arriver à une buse performante, trois grandes tendances se distinguent :

•    Les buses avec refroidissement forcées : un petit radiateur + ventilateur sont placés entre l’extrémité de la buse et le corps de l’extrudeur, à la manière d’un processeur de PC.
•    Les buses dont le corps est composé d’un plastique spécifique qui résiste et limite la propagation de la chaleur (plastique thermostable) comme le Peek (Polyétheréthercétone).
•    Les buses dont le corps sont composées d’inox, l’inox semble un alliage intéressant pour limiter la propagation de la chaleur.

L’extrémité de la buse possède un alésage d’un diamètre de 0.5 mm (en général). L’extrémité sera pourvue d’un élément chauffant et d’une sonde de température.

La chauffe de la buse est confiée à une résistance vitrifiée ou à des cartouches céramiques.

La résistance vitrifiée doit être de qualité, la marque « Sfernice » est un gage de sérieux. La résistance est alimentée par une tension continue de 12V, sa consommation sera d’un peu moins de 2 A.

La sonde de température utilisée sera dépendante du système de régulation de température choisi (voir paragraphe correspondant), généralement la sonde sera une thermistance ou un thermocouple (PT100, sonde K, …).

Comme tous les éléments de la « Reprap » il est tout à fait possible de fabriquer soi-même sa buse, là encore pour arriver à un bon résultat, il faut être parfaitement outillé (tour à métaux) et avoir accès à des matériaux qui sont difficiles à usiner ou onéreux (inox, peek, …).
 

K-Head1


Vous trouverez une buse complète en kit sur le site CncFraises, cette buse vous permettra d’obtenir immédiatement de très bons résultats en toute simplicité.


Date de création : 08/02/2013 08:56
Dernière modification : 26/01/2015 08:29
Catégorie : 5. Impression 3D
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