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Le dépôt de matière en fusion (FDM)


Chose promise, chose due : nous reprenons petit à petit l'habitude de communiquer avec vous. Articles de fond, réalisations bluffantes d'Exprezis ou d'un de nos confrères, actualités de l'impression 3D, etc. les sujets ne manquent pas !


Ainsi, dans la continuité de notre analyse sur les différentes techniques d’impression 3D, nous allons aujourd’hui aborder la technique du dépôt de matière en fusion, connue aussi sous le 'doux' acronyme de FDM.

La technique du dépôt de matière en fusion, connue sous le nom anglais « Fused Deposition Modeling » (FDM), a été lancée sur le marché en 1988 par la société américaine Stratasys fondée par S. Scott Crump. Le brevet ayant expiré en 2012, de nombreuses entreprises se sont à leur tour lancées dans la fabrication de machines FDM, tentant à la fois de séduire les professionnels comme les particuliers, avec des machines accessibles à tous tels que la "CUBEX" ou la "REPLICATOR". Il faut compter entre 300 €, pour les machines les moins performantes, et 80 000 € pour les plus avancées.

Cette technologie est la plus connue du grand public. Un petit bémol, cela s'avère parfois dommage : les autres technologies de fabrication additive sont éclipsées ou méconnues, et cela limite donc ce que nos clients peuvent initialement imaginer pouvoir faire.

Mais comment fonctionne cette technologie à la mode ?

Comme le procédé de frittage sélectif par laser, et toutes les techniques d'impression 3D, cette technique repose elle aussi sur une fabrication couche par couche de matière (fabrication additive), en partant toujours d’un fichier 3D. Néanmoins, ce procédé consiste ici à fondre un filament (le plus souvent en plastique) déroulés à partir d'une bobine de filament à travers une buse chauffée à haute température. Ce fil est ensuite déposé en fine ligne. Il refroidit et durcit, se liant immédiatement à la couche déposé précédemment. Au fur et à mesure que les couches successives se superposent, la plateforme descend afin de laisser place à l’objet qui se forme sur la hauteur.

Une fois que l’objet a fini d’être imprimé, il faut alors retirer le support s’il y en a un, à la main dans le cas de supports thermoplastiques, ou par trempage dans un liquide (en utilisant une seconde tête d'impression avec du HIPS ou PVA). Les objets peuvent ensuite être poncés ou peints, par exemple, afin améliorer leur apparence.

Voici une petite vidéo illustrant le procédé


Concernant les matériaux les plus couramment utilisés, on retrouve les polymères thermoplastiques tels que l’ABS ou le PLA. Soucieux de l'environnement, on privilégiera le PLA en raison de sa nature non toxique et biodégradable, composé d’amidon (de maïs très souvent) contrairement à l’ABS qui est lui composé de pétrole, mais qui est par contre plus résistant et solide. On retrouve aussi, surtout pour les professionnels, le polycarbonate, les matières alimentaires et les composites de types bois, pierre ou métal. Le PVA est aussi utilisé, notamment pour le support des pièces, car c’est un matériau dissolvable dans l’eau (ou du HIPS dans du D-Limonène) donc très facile à retirer.

Les nombreux matériaux disponibles avec cette technique sont complétés par une large gamme de couleur. On estime, en effet, que 98% des couleurs de Photoshop sont disponibles. L’impression se fait généralement avec une seule couleur mais certaines imprimantes FDM sont équipées de plusieurs têtes d'impression afin d'imprimer en plusieurs couleurs (ou pour différencier le support de l’objet comme évoqué plus haut avec HIPS et PVA).


Produits de démonstration

Les principaux avantages de ce procédé sont sa simplicité d’utilisation, son coût et sa rapidité. La qualité d’impression reste néanmoins inférieure à la plupart des autres procédés d’impression 3D (strates visibles et aspect de surface crénelé) mais permet de fabriquer des pièces durables et résistantes. pour un faible coût. C’est pour cela qu’on privilégiera ce procédé pour des produits de démonstration, des modèles fonctionnels, des prototypes, des outils de fabrication et de moulage par exemple.


Objets réalisés par des enfants

Il existe également une autre technique ludique et créative pour les enfants (mais pas que!) en dépôt de matière en fusion : Dessiner des objets en 3D avec le Stylo 3D. Le principe de fonctionnement est le même : un fil en plastique chauffé passe à travers le stylo et en ressort par une buse un fil fondu qui refroidit immédiatement au contact de l'air. Libre à vous de créer ce que bon vous semble car les possibilités sont quasiment infinies ! A noter que c'est un excellent moyen d'utiliser vos chutes de filaments.

Pour résumer : le dépôt de matière en fusion est aujourd’hui le procédé de fabrication le plus rapide et le plus abordable pour créer des prototypes et objets personnalisés !

C'est la technique idéale pour permettre aux particuliers de se mettre à l'impression 3D.

Tous les bureaux d'étude devraient avoir au moins une imprimante FDM à disposition !

Si vous n'êtes pas déjà équipé, vous savez qui contacter ;)

#Techniques #Réalisations #Impression3D #FDM

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