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Modélisation par dépôt de fil fondu - Technologie d’impression 3D FDM, également connue sous le nom de fabrication de filaments fondus - technologie d’impression 3D FFF, est l’une des technologies de fabrication additive les plus populaires. C’est de loin le plus populaire et le plus répanduTechnologie d’impression 3Ddans le monde.
Cette technologie est apparue en 2004 et a été popularisée dans divers domaines depuis lors, et ses applications ont également couvert divers domaines.
Ici, nous allons vous expliquer à travers cet article ce qu’est exactement cette technologie ?

Qu’est-ce que la modélisation par dépôt de fil fondu ?

Les imprimantes 3D FDM sont souvent le premier pas dans le monde de l’impression 3D pour de nombreuses personnes. Dans les domaines de la conception, de l’ingénierie et de la fabrication, il est souvent utilisé comme outil pour valider rapidement les modèles conceptuels et aider les équipes de conception à parvenir à un consensus avant de développer davantage de prototypes fonctionnels.

Il existe de nombreux types d’imprimantes 3D FDM, de tailles et de prix différents. La simplicité de sa technologie d’impression et de son flux de travail en fait un choix idéal pour ceux qui débutent dans le domaine de l’impression 3D, sans trop d’investissement pour se lancer. Cependant, il convient de noter que les imprimantes FDM font souvent des compromis dans leur recherche de la qualité et des performances des pièces. Pour les utilisateurs qui ont des exigences plus élevées en matière de performances fonctionnelles, de résistance à l’eau, de surfaces isotropes ou lisses, les imprimantes 3D SLA et SLS peuvent être un meilleur choix.

Comment fonctionne l’impression 3D FDM ?

L’une des raisons pour lesquelles la modélisation par dépôt de fil fondu est l’une des technologies d’impression 3D les plus courantes est la simplicité du processus. Le processus FDM peut être divisé en plusieurs étapes.

Étape 1 : Conception CAO
La première étape est le processus de conception, qui consiste à créer un modèle numérique 3D à l’aide d’un logiciel de conception assistée par ordinateur (CAO). Le processus de conception définit la taille et la forme du produit imprimé en 3D.

Étape 2 : Trancher

Une fois la conception CAO terminée, un logiciel spécialisé est utilisé pour découper le modèle 3D en couches minces. Chaque couche est ensuite convertie en code qui indique à l’imprimante 3D comment déposer le matériau.

Étape 3 : Liquéfier

La conception CAO découpée est envoyée à une imprimante 3D FDM, où un matériau de filament de construction solide (généralement de l’acrylonitrile butadiène, du styrène ou de l’acide polylactique) est chauffé jusqu’au point de liquéfaction dans une tête de liquéfaction.

Quels sont les avantages du FDM ?

Les avantages de la modélisation par dépôt de fil fondu (FDM) se reflètent principalement dans les aspects suivants :

• Faible coût :L’équipement est relativement abordable et le coût des matériaux est faible, ce qui le rend adapté à la consommation de masse et à une large application.
  Facile à utiliser : technologie mature, facile à utiliser pour les utilisateurs, adaptée aux familles, aux écoles et aux petits studios.
• Matériaux variés :Prend en charge une variété de matériaux thermoplastiques, tels que le PLA, l’ABS, etc., et vous pouvez choisir le matériau approprié en fonction de vos besoins.
• Écologique:Utilisant des matériaux non toxiques ou peu toxiques, il a peu d’impact sur l’environnement et la santé humaine.
• La structure de support est facile à concevoir :Lorsqu’une structure de support est nécessaire, elle est relativement simple à concevoir et facile à retirer.
• Taille d’impression flexible :La taille d’impression peut être ajustée en fonction des besoins pour s’adapter à différents scénarios d’application.

Quelles sont les limites du FDM ?

Les inconvénients de la modélisation par dépôt de fil fondu (FDM) comprennent principalement les aspects suivants :

1. Précision limitée :Limitée par le diamètre de la buse et l’épaisseur de la couche, la précision d’impression est relativement faible.
2. Nécessite des structures de support :Lors de l’impression de structures complexes ou suspendues, il est généralement nécessaire d’ajouter des structures de support, ce qui augmente la charge de travail de post-traitement.
3. Faible résistance dans le sens de l’empilement :Étant donné que les objets sont empilés couche par couche, la force dans le sens de l’empilement est généralement faible.
4. Vitesse de moulage relativement lente :Par rapport à d’autres technologies d’impression 3D, la vitesse de moulage du FDM est lente.
5. Qualité de surface moyenne :La surface de l’objet imprimé peut présenter des couches ou des irrégularités.

Comment FDM se compare-t-il aux SLA et SLS ?

Voici une analyse comparative des technologies FDM et SLA, SLS et SLM :

Analyse comparative entre FDM et SLA (stéréolithographie) :

• Qualité de surface : La technologie SLA utilise la solidification laser de la résine liquide pour construire des objets couche par couche, ce qui fait que la surface de ses objets imprimés montre généralement une texture plus lisse et plus délicate. À l’heure actuelle, les processus de formage laser traditionnels permettent déjà de fabriquer rapidement des produits de haute qualité. En revanche, comme la technologie FDM utilise un matériau thermoplastique fondu pour s’accumuler couche par couche, cela peut entraîner une texture ou de petites irrégularités à sa surface.
• Coût : Par rapport au FDM, le coût des équipements et des matériaux nécessaires à la technologie SLA est généralement plus élevé. Étant donné que SLA s’appuie sur un équipement laser de haute précision et de la résine liquide, le FDM est principalement basé sur une technologie d’extrusion à chaud relativement simple et des matériaux thermoplastiques.

Analyse comparative entre FDM et SLS (Selective Laser Sintering) :

• La technologie SLS utilise le laser pour fritter des matériaux en poudre afin de former des objets. Cette liaison naturelle entre les poudres signifie qu’aucune structure de support supplémentaire n’est nécessaire lors de l’impression de structures complexes. Lorsque le FDM doit imprimer des structures suspendues ou complexes, afin d’assurer une impression de haute qualité, des structures de support sont généralement ajoutées. Par conséquent, SLS présente de plus grands avantages dans la technologie d’impression sans support.
• En termes de sélection de matériaux : Bien que le FDM et le SLS puissent tous deux prendre en charge une variété de matériaux différents, le SLS est généralement capable de gérer une plus grande variété de matériaux en poudre, y compris certains polymères haute performance et poudres métalliques (bien que l’impression SLS de poudres métalliques soit coûteuse et techniquement complexe).

Analyse comparative entre FDM et SLM (fusion sélective par laser) :

• À propos de l’adaptabilité des matériaux : La technologie FDM est principalement utilisée pour imprimer des produits en plastique, tels que le PLA, l’ABS, etc. La technologie SLM utilise principalement des lasers pour faire fondre la poudre métallique afin de former des objets. Par conséquent, cette technologie est particulièrement adaptée à la production de pièces métalliques. SLM a montré ses avantages irremplaçables dans ces domaines en raison de ses exigences en matière de haute résistance, de dureté élevée et de résistance élevée à la corrosion.
• Dans différents scénarios d’application, en raison des différences d’adaptabilité des matériaux, il existe des différences évidentes dans les scénarios d’utilisation du FDM et du SLM. Le FDM est plus adapté dans de nombreux domaines tels que le prototypage, l’affichage éducatif et la conception de produits ; SLM est plus adapté aux domaines aérospatial et médical.

Quels sont les matériaux utilisés dans l’impression FDM ?

L’impression FDM (Fused Deposition Modeling) utilise principalement les types de matériaux suivants :

Matériel	Fonctionnalités	Appliquer
PLA (acide polylactique)	Respectueux de l’environnement et dégradable, bonne biocompatibilité, faible retrait, facile à imprimer, mais faible résistance à la chaleur	Éducation, prototypage, décoration intérieure, jouets, etc
ABS (copolymère acrylonitrile-butadiène-styrène)	Haute résistance, bonne ténacité, bonne résistance à la chaleur et aux produits chimiques, mais facile à déformer lors de l’impression	Prototypage pour l’automobile, l’électronique, l’aérospatiale, les jouets, etc
PETG	Haute résistance, bonne ténacité, transparence élevée, meilleure résistance chimique et résistance à la chaleur que le PLA, et difficulté d’impression modérée	Emballages, contenants, pièces transparentes, prototypage, etc
PC (polycarbonate)	Haute résistance, haute ténacité, excellente résistance à la chaleur et aux chocs, mais difficile à imprimer	Appareils électroniques, pièces automobiles, équipements de protection de sécurité, etc
PC-ABS	Combinant les avantages du PC et de l’ABS, il a une résistance élevée, une ténacité élevée, une résistance à la chaleur et une résistance chimique	Automobile, aérospatiale, électronique et autres domaines exigeants
PPSF (polyphénylsulfone)	Résistance à la chaleur extrêmement élevée (température de déflexion thermique élevée), bonne résistance chimique et excellentes propriétés mécaniques	Composants d’environnement à haute température, équipements de traitement chimique, composants aérospatiaux, etc
Nylon 12	Forte ténacité, bonne résistance chimique, résistance élevée à la fatigue, support essai d’appariement par enclenchement répété	Industries aérospatiale, automobile, des biens de consommation et autres composants nécessitant une résistance et une résistance chimique élevées

Quelles sont les meilleures applications pour le FDM ?

Les applications du FDM (fused deposition modeling) comprennent principalement les aspects suivants :

1. Prototypage:La technologie FDM est souvent utilisée pour produire rapidement des prototypes de produits, ce qui aide les concepteurs et les ingénieurs à vérifier les concepts de conception, à identifier les problèmes potentiels et à optimiser les conceptions en conséquence.
2. Domaine d’enseignement :Dans le domaine de l’éducation, l’imprimante 3D FDM est devenue un outil pédagogique important. Les étudiants peuvent apprendre la technologie de modélisation et d’impression 3D par le biais d’opérations pratiques et cultiver une pensée innovante et des capacités pratiques.
3. Fabrication:Dans la fabrication, la technologie FDM est utilisée pour la production à faible volume et la fabrication sur mesure. Il peut imprimer des pièces de formes et de structures variées et complexes pour répondre à des besoins spécifiques.
4. Domaine médical :Le domaine médical est également un domaine d’application important de la technologie FDM. Il peut être utilisé pour fabriquer des dispositifs médicaux tels que des guides chirurgicaux, des prothèses et des orthèses, ainsi que des modèles de traitement spécifiques au patient et des aides à la réadaptation.
5. Industries artistiques et créatives :Dans les industries artistiques et créatives, la technologie FDM offre aux artistes et aux designers davantage de possibilités créatives. Ils peuvent utiliser la technologie FDM pour imprimer des œuvres d’art et des décorations de différentes formes et structures.
6. Conception architecturale et production de maquettes :Dans le domaine de l’architecture, la technologie FDM est utilisée pour produire des modèles et des composants architecturaux afin d’aider les architectes à concevoir et à planifier. Ces modèles peuvent être utilisés à diverses fins, notamment la présentation, l’enseignement et la recherche.

Comment pouvez-vous améliorer la qualité d’impression FDM ?

L’amélioration de la qualité d’impression FDM peut commencer par de nombreux aspects. Voici quelques méthodes et suggestions spécifiques :

1. Ajustez les paramètres d’impression

• Chauffage du lit chauffant :Augmentez modérément la température du lit chaud pour améliorer l’adhérence du matériau et réduire le gauchissement des bords, mais la surchauffe doit être évitée.
• Contrôle de la température de la buse :Sélectionnez la température de buse appropriée en fonction des caractéristiques du matériau pour assurer une fusion en douceur du matériau et éviter une fluidité excessive.
• Impression à vitesse réduite :Réduire la vitesse d’impression, en particulier pour la première couche, afin de réduire l’impact de la dilatation et de la contraction thermiques et d’améliorer la précision.
• Hauteur de couche raisonnable :La faible hauteur de couche réduit l’effet de pas et améliore la qualité de surface, mais elle nécessite un compromis entre le temps d’impression et le coût.

2. Modèle d’optimisation et accompagnement

• Structure simplifiée :Réduisez l’utilisation de l’assistance, réduisez le temps et les coûts d’impression et améliorez la qualité.
• Soutien raisonnable :Choisissez raisonnablement le type et la disposition du support pour éviter une adhérence excessive.

3. Sélection des consommables et maintenance de l’imprimante

• Consommables de haute qualité :Choisissez des consommables de haute pureté et de dimensions fines pour réduire les espaces entre les couches et le gauchissement, et évitez les consommables de mauvaise qualité qui deviennent humides.
• Entretien régulier :Gardez l’imprimante propre et lubrifiée, vérifiez et remplacez régulièrement les pièces usées pour assurer un fonctionnement stable.

4. Technologie de post-traitement

Meulage et polissage : éliminer les défauts de surface et améliorer la qualité de surface.
Traitement de revêtement : tel que la peinture par pulvérisation et la galvanoplastie pour augmenter l’esthétique, la durabilité et la fonctionnalité.

Résumé

La modélisation par dépôt de fil fondu (FDM) est une technologie d’impression 3D qui utilise des matériaux filamentaires thermoplastiques pour être chauffés et fondus, puis déposés couche par couche. Avec les progrès continus de la science et de la technologie, la technologie FDM a connu un développement significatif dans les matériaux, les équipements, les logiciels, etc. À l’heure actuelle, le FDM est devenu l’une des technologies les plus utilisées sur le marché de l’impression 3D, avec un taux de pénétration du marché supérieur à 65%. Dans des domaines tels que les soins médicaux, l’éducation et le divertissement, la technologie FDM joue un rôle de plus en plus important. Dans le même temps, à mesure que la technologie continue de mûrir et que les coûts sont encore réduits, la technologie FDM devrait être plus largement utilisée dans un plus grand nombre de domaines.

Démenti

Le contenu de cette page est fourni à titre indicatif seulement.LSne fait aucune déclaration ou garantie expresse ou implicite quant à l’exactitude, l’exhaustivité ou la validité des informations. Aucun paramètre de performance, tolérance géométrique, caractéristique de conception spécifique, qualité des matériaux, type ou fabrication ne doit être déduit de ce qu’un fournisseur ou un fabricant tiers fournira par le biais du réseau Longsheng. C’est la responsabilité de l’acheteurRecherche d’un devis pour des piècesdéterminer les exigences spécifiques applicables à ces pièces.S’il vous plaîtContactez-nouspour en savoir plusInformation.

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Foire aux questions

1.Qu’est-ce que la modélisation par dépôt de fil fondu (FDM) ?

Le Fused Deposition Modeling (FDM) est une technologie d’impression 3D largement utilisée. Il chauffe les matériaux thermoplastiques (tels que l’ABS, le PLA, etc.) à l’état fondu, puis les extrude couche par couche à travers une petite buse, et les empile sur la plate-forme pour former un objet tridimensionnel.

2.Comment fonctionne la technologie FDM ?

Le principe de fonctionnement de la technologie FDM est relativement simple. Tout d’abord, le matériau filamenteux thermoplastique est introduit dans une buse chauffée et fondu. Une buse contrôlée par ordinateur se déplace ensuite sur la plate-forme selon une trajectoire prédéfinie, extrudant le matériau fondu couche par couche. Au fur et à mesure que chaque couche s’accumule, un objet tridimensionnel complet se forme.

3.Quels matériaux peuvent être imprimés avec FDM ?

Les matériaux couramment utilisés pour l’impression FDM comprennent l’ABS (copolymère acrylonitrile-butadiène-styrène), le PLA (acide polylactique), le nylon, le PETG (polyéthylène téréphtalate-1,4-cyclohexanediméthanol), etc. Ces matériaux ont des propriétés physiques et chimiques différentes et conviennent à différents scénarios d’application.

4.In quels sont les domaines dans lesquels la technologie FDM est-elle utilisée ?

La technologie FDM a de nombreuses applications dans de nombreux domaines. Par exemple, dans le domaine de l’éducation, les imprimantes FDM sont utilisées pour l’enseignement et la recherche scientifique ; dans le domaine du design, les concepteurs utilisent la technologie FDM pour produire rapidement des prototypes ; dans l’industrie manufacturière, la technologie FDM est utilisée pour produire des pièces, des outils et des composants fonctionnels ; en outre, la technologie FDM joue également un rôle important dans les domaines médical, aérospatial, automobile et autres.

Ressource

1. Fabrication de filaments fondus

2. Modification de surface d’objets en PLA imprimés en 3D par modélisation par dépôt de fil fondu : une revue

3. Alcool polyvinylique renforcé de nanotubes de carbone pour la modélisation par dépôt de fil fondu