Fused Deposition Modeling (FDM) – Tout sur le procédé FDM

Le Fused Deposition Modeling (FDM ) est le procédé le plus connu dans le domaine de la fabrication additive. Apprends ici tout ce qu’il faut savoir sur le procédé FDM : Construction des imprimantes, choix des matériaux, avantages et inconvénients de la technologie et bien plus encore !

Comment est construite une imprimante FDM ?

Avant d’aborder le fonctionnement, je te présente d’abord la structure d’une imprimante 3D selon la modélisation par dépôt de matière en fusion (Fused Deposition Modeling ).

Une imprimante 3D pour le procédé FDM se compose généralement des éléments suivants :

Structure de l'imprimante 3D FDM
La structure d’une imprimante 3D FDM – Infographie de Sercan Kahraman, CC-BY-SA ; Source de l’image : triberte.net

:arrow : Intéressé par les imprimantes 3D ? Alors consulte les articles suivants :

La modélisation par dépôt de résine (Fused Deposition Modeling) – Comment cela fonctionne-t-il ?

Dans le cas du Fused Deposition Modeling, le matériau de départ se présente généralement sous la forme d’un fil plastique. Ce fil est également appelé filament. Enroulé sur une bobine, le filament est introduit par une extrudeuse (également appelée cold end) dans ce qu’on appelle la Hotend (similaire à une tête d’impression à jet d’encre) jusqu’à ce que le matériau soit extrudé par la buse (en anglais Nozzle).

Le filament fondu est déposé sur un lit d’impression généralement chauffé (appelé alors lit chauffant/ heatbed). Avec le procédé FDM, il est très important que la première couche adhère parfaitement. Si cela n’est pas garanti, soit rien ne peut être imprimé en 3D. Ou alors, les composants imprimés commencent à se soulever dans les coins. Cet effet est également appelé distorsion.

* Stand: 2024-04-30 / Bilder: Amazon API

Le filament est appliqué par couches successives et se refroidit au cours de l’impression de telle sorte qu’il se lie au filament de la couche suivante, sans toutefois fusionner complètement. L’objet est ainsi créé et libéré du lit d’impression une fois l’impression terminée. Ce chemin décrit peut varier en fonction du filament, de l’imprimante 3D utilisée et aussi de la surface du lit chauffant.

Pour minimiser le risque de distorsion, j’utilise par exemple du Pertinax comme plaque de pression permanente. Tu apprendras comment je l’utilise et comment tu peux également l’utiliser dans l’article sur le Pertinax.

Erreur de distorsion de l'impression 3D
Une erreur fréquente de l’impression 3D est le « warping ».

Quels matériaux peuvent être imprimés en 3D avec le procédé FDM ?

Le marché des matériaux pour la modélisation par dépôt de matière en fusion est en pleine croissance et continuera à être alimenté par de nouveaux matériaux innovants en raison de la grande popularité du procédé FDM. Le choix des matériaux va du PLA, ABS, Nylon, PETG aux solutions exotiques avec ajout de carbone, de cuivre, de bois ou d’acier.

:arrow : Plus d’infos sur les matériaux :

Conseils de conception pour le procédé FDM

Le thème de la construction est trop vaste pour être traité ici. C’est pourquoi des conseils de conception pour le procédé FDM figurent dans l’article suivant :

Concevoir pour l’impression FDM-3D – A quoi faut-il faire attention ?

Modélisation par dépôt de matière en fusion – Avantages et inconvénients

Le Fused Deposition Modeling est considéré comme le procédé le plus économique et offre des résultats rapides en prototypage rapide. Pour les produits finis, ce procédé ne convient que si un traitement ultérieur adéquat est effectué pour lisser les couches visibles. Pour les objets soumis à des contraintes mécaniques, il est particulièrement adapté lorsque, outre le matériau, la direction de la pression et donc la direction des couches sont prises en compte.

Avantages du procédé FDM

  • peu coûteux (imprimante 3D et filament)
  • procédure rapide
  • procédé le plus connu et le plus utilisé :arrow : amélioration constante par les distributeurs/fabricants sur la base de l’avis des clients, mais aussi par les utilisateurs eux-mêmes dans les communautés open source.

Inconvénients du procédé FDM

  • La structure en couches des objets ne permet pas d’obtenir des surfaces lisses.
  • Les couches indiquent dans quelle direction un objet peut absorber quelles forces agissantes. Les forces de traction perpendiculaires au sens de la compression peuvent contribuer à accélérer la séparation des couches. Ces propriétés doivent être prises en compte lors de la conception d’objets destinés à être imprimés par modélisation par dépôt de matière en fusion.
  • Toutefois, selon le matériau de base utilisé, il est possible de procéder à un traitement ultérieur.