COMMENT IMPRIMER AVEC DES FILAMENTS ÉLASTIQUES ?

Nous commencerons par dire « il n’est pas possible de pousser une corde », cette phrase est plus vrai que jamais lorsque l’on se réfère à l’impression 3D avec des matériaux souples. Dans la plupart des cas, il est possible d’imprimer avec des filaments souples dans n’importe quelle imprimante 3D, mais de manière certaine, n’essayez pas d’être impatient et d’imprimer très rapidement, étant donné que ces filaments nécessitent une impression à faible vitesse. Dans cet article, je vais essayer d’expliquer du mieux possible les problèmes, les recommandations et les pièges à éviter, pour « pousser la corde » dans le cas du FILAFLEX (FFX) et obtenir une bonne qualité d’impression à des vitesses acceptables.

QU’EST-CE QUE LE FILAFLEX ?

C’est un filament élastique avec une base de polyuréthane et un mélange d’additifs variés qui peuvent être entièrement imprimables dans des imprimantes 3D. Les propriétés élastiques du Filaflex sont impressionnantes et son coefficient de frottement élevé. Grâce à ces excellentes propriétés, le monde de la conception de pièces en 3D s’élargit. En effet, c’est un matériau très doux avec une grande élasticité.

MA PREMIÈRE IMPRESSION 3D AVEC UN FILAMENT SOUPLE

Je connais cette sensation, vous venez de recevoir votre première bobine de filament souple, vous la chargez dans votre imprimante, vous chauffez la hot-end et appuyez sur le bouton d’impression, jusque-là tout va bien. Ma première fois, j’ai vu que le filament ne parvenait pas à entrer correctement dans la hot-end et produisait un bourrage ou un fouillis dans la poulie moletée de l’extrudeur et le roulement. Ma première pensée a été qu’il y aurait des problèmes étant donné que la distance entre la poulie de l’extrudeur et le point d’entrée du filament était d’environ 10 mm, une très grande distance qui produirait des bourrages dans l’extrudeur.

S’il existe un espace entre la poulie de l’extrudeur (poulie moletée) et le point d’entrée de la hot-end, le filament peut commencer à se plier dans cet espace. Une fois amorcé le processus d’enroulement, nous pouvons découvrir, après un certain temps, que le filament s’est complètement roulé dans l’extrudeur. Il se peut que se présente la possibilité que le filament obstrue les chariots x et y, et provoque que ces derniers sautent des étapes, et c’est la dernière chose que nous voulons.

Même un petit trou peut avoir des problèmes :

SOLUTION #1

Dans la conception de notre extrudeur, il ne peut pas y avoir de trou entre les poulies de poussée et le point d’entrée de la hot-end, on procède ainsi pour guider entièrement le filament à partir des poulies et de la hot-end et éviter les bourrages et les enchevêtrements. Vous pouvez voir un exemple dans l’image ci-dessus.

Il y a plusieurs façons d’y parvenir, dans certains extrudeurs, c’est très simple, particulièrement dans les imprimantes REP-RAP, mais cela peut s’avérer un peu plus difficile pour d’autres modèles.

1. Placer une petite cale de support entre les poulies de l’extrudeur et le point d’entrée du filament vers la hot-end.

Exemples de supports :

2. Imprimez-vous un nouvel extrudeur conçu pour des filaments élastiques.

Il y a de nombreuses améliorations d’extrudeur y compris celles que j’ai conçues  “Gyrobot’s Extruder Week”:

3. Achetez une extrudeuse standard et une extrémité chaude compatible avec les filaments flexibles, comme l'extrudeuse Recreus qui a atteint des vitesses d'impression flexibles de 120 mm / s recreus extruder V3 qui comprend le hotend et qui est optimisé pour les matériaux élastiques et rigides. Avec cette extrudeuse a atteint des vitesses de 120mm / s imprimant FILAFLEX.

PROBLÈME 2. FROTTEMENT

Un frottement excessif dans le filament est le principal ennemi de l’impression avec des matériaux souples, ce qui peut causer plus de pression sur la poulie du moteur et ainsi créer des problèmes d’alimentation du filament. Une friction excessive avant et après l’extrudeur peut causer des problèmes comme je vous l’expliquerai plus loin.

SOLUTION #2

AVANT L’EXTRUDEUR

Il est recommandé, si vous en avez la possibilité, d’introduire le filament directement dans l’extrudeur, en évitant d’utiliser des tubes de guidage de filament avant l’extrudeur, car ils causent beaucoup de friction sur le filament et peuvent causer des problèmes. Nous vous recommandons, si vous utilisez ce type de tubes, qu’ils soient toujours en PTFE (Téflon), et que vous évitiez d’utiliser des tubes pneumatiques ou en silicone qui génèrent beaucoup de frottements. Essayez d’éviter que les tubes soient trop courbés, ce type de tubes doit être aussi droit que possible pour éviter les frottements inutiles.

APRÈS L’EXTRUDEUR
    1. La distance qu’il doit y avoir entre les poulies du moteur et la pointe de la hot-end, doit être la plus petite possible pour éviter la compression du filament et son augmentation de diamètre subséquente à l’intérieur du cylindre. En revanche, il est fortement recommandé que notre hot-end comporte un tube en PTFE à l’intérieur et que celui-ci soit bien refroidi. Les extrudeurs de type Bowden sont les plus problématiques, pour la raison même expliquée ci-dessus, mais même ainsi vous pouvez les utiliser à condition d’utiliser un tube d’alimentation en PTFE.  Pour les extrudeurs Bowden, il est conseillé d’utiliser un filament de 3 mm, car il nous donne plus de force de poussée que celui de 1,75 mm.
    2. Introduisez un tube en PTFE dans le cylindre de la hot-end
    3. :

PROBLÈME DE DILATATION THERMIQUE

Thermal Expansion Solution 

Le tube en Téflon (PTFE) réduit le frottement et sert d’isolant thermique, ce qui empêche que le filament s’élargisse avant d’atteindre la zone de chauffage de la hot-end.

Pour percer le cylindre de la hot-end, un tour n’est pas nécessaire, une perceuse sur pied suffit.

Dans les photos ci-dessous, vous pouvez observer la manière dont le tube en Téflon s’étend jusqu’à la partie des poulies de l’extrudeur. Cette solution concerne l’imprimante  Orca 0.43 y my make de JackT’s ORCA 0.43 Extruderderivate en Thingiverse.

Remarque : la température d’impression maximale du PTFE (Téflon) est de 265 °C.

PROBLÈME 3 PRESSION INTERNE DE LA HOT-END

Le dernier problème à résoudre est celui de la pression interne de la hot-end en raison de la buse. Une fois les problèmes résolus avec l’extrudeur et la hot-end, nous passons à un facteur important, le diamètre de la buse (nozzle), si nous utilisons une buse d’un diamètre très petit, par exemple de 0. 2 mm, la pression à l’intérieur de la hot-end augmentera, par conséquent, il ne sera pas possible d’imprimer à une vitesse acceptable.

SOLUTION #3

J’ai essayé avec des buses de 0,2, 0,3, 0,4, 0,5 et 1 mm, en étant certain qu’en augmentant le diamètre de la buse, il est possible d’augmenter la vitesse d’impression proportionnellement. La buse de 1 mm peut imprimer des pièces de haute qualité puisque nous pouvons encore maintenir une épaisseur de couche de 0,3 mm, on peut dire que certains périmètres compliqués perdront certains détails, mais en ce qui concerne la résolution de la pièce selon l’axe z, nous continuerons d’obtenir une très bonne qualité..  Tant la buse de 0,4 mm que celle de 0,5 mm conservent un bon rapport qualité d’impression/vitesse, mais si vous voulez expérimenter, le  Quick-Fit Extruder de Richrap est excellent pour les changements rapides d’extrudeur pour les imprimantes de type REP-RAP.

J’ai également conçu des extrudeurs compatibles  Quick-Fit compatible single and dual extruders in my range.

Si vous construisez votre propre imprimante ou imprimantes de fabrication, alors pensez à la combos Recreus Extruder et Hotend qui sortira début décembre 2017. C'est une approche plug and play avec de nombreux trous de montage de tous les côtés, donc elle est très adaptable. Vous pourrez ensuite imprimer avec PLA, Filaflex et ABS à haute vitesse.

Rédigé par MR. STEVE WOOD aka GYROBOT.

Je tiens à remercier par ailleurs Steve Wood pour la rédaction de cet excellent article et surtout pour notre coopération et notre amitié.

Ignacio García 

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