Comment choisir une imprimante pour les plastiques souples

Comment choisir une imprimante pour les plastiques souples

Flex est le nom d’un groupe de plastiques flexibles, semblables à du caoutchouc, utilisés pour l’impression 3D. Cependant, il n’est pas rare de trouver des bobines où le Flex est indiqué comme un type de matériau distinct.

Les plastiques flexibles sont généralement divisés en TPE et TPU. Le TPE ressemble à du caoutchouc souple tandis que le TPU est un matériau plus dur.

Aujourd’hui, il existe de nombreuses marques de plastiques Flex provenant de différents fabricants. Par conséquent, vous pouvez trouver du TPE et du TPU dont les propriétés physiques sont presque identiques.

Dans ce guide, nous allons voir comment choisir une imprimante 3D pour les plastiques flexibles.

Choisir une imprimante 3D pour les plastiques flexibles

En raison des propriétés uniques des plastiques, il est assez difficile d’imprimer avec eux. Pour obtenir des résultats de haute qualité, la plupart des imprimantes doivent être modifiées, par exemple en remplaçant le micrologiciel, en imprimant des pièces supplémentaires, en installant un système d’alimentation différent, etc.

Examinons les caractéristiques des imprimantes qui peuvent imprimer avec succès des plastiques flexibles.

Extrudeuse

Le choix du type d’extrudeuse pour l’impression avec des plastiques flexibles est plus important que pour l’impression avec d’autres types de filaments. Il existe deux types courants d’extrudeuses : Bowden et Direct.

L’extrudeur Bowden sépare l’extrémité chaude et le mécanisme d’alimentation fixé au corps de l’imprimante et relié à l’extrémité chaude par un tube en téflon. L’avantage de l’extrudeur Bowden est sa tête d’impression compacte et légère qui offre des vitesses d’impression élevées et une faible inertie de mouvement.

Cependant, l’extrudeuse Bowden ne convient pas à l’impression des plastiques flexibles. En raison des propriétés du matériau flexible, le mouvement de la barre ressemble au fonctionnement d’un ressort, c’est-à-dire que lorsque la barre passe dans la buse, elle se comprime et se rétracte.

Lors de la rétraction, il est nécessaire de se débarrasser de la compression avant que la barre ne reparte pour que l’impression soit solide. La distance entre le chargeur et l’extrémité chaude a une incidence sur ce point. Ainsi, l’extrudeuse Bowden peut être utilisée pour imprimer des matériaux mous. Cependant, en raison de la compression prolongée, un résultat de haute qualité ne peut être obtenu que lors de l’impression de modèles avec une petite surface de construction.

Dans le système Direct, le chargeur est relié directement à l’extrémité chaude, ce qui augmente la masse de la tête. Elle est donc mieux adaptée à l’impression avec des matériaux Flex. La compression rapide de la barre permet d’imprimer avec rétraction, presque comme avec un filament solide. Cela permet une impression de haute qualité de modèles volumétriques de formes complexes à une vitesse deux fois plus rapide de 30-40 mm/s, ce qui est environ le double de la vitesse d’impression des extrudeuses Bowden.

En général, l’extrudeur du système Bowden est installé sur les imprimantes économiques (Creality Ender-3, Voxelab Aquila, FlyingBear Ghost 5), etc. D’autre part, l’extrudeur Direct est installé sur les imprimantes professionnelles (Raise3D E2, Flashforge Guider IIs, PICASO Designer X, etc.).

Alimentateur

Le type de chargeur influe également sur la qualité des impressions réalisées à partir de plastique souple.

Le chargeur MK8 est installé sur des imprimantes telles que l’Ender-3, l’Ender-5, la série Aquila et d’autres. Ce chargeur est équipé d’un engrenage en laiton et d’un contre-rouleau. Le MK8 pousse bien les plastiques durs, mais les filaments Flex posent problème.

Il y a suffisamment de jeu entre l’engrenage d’alimentation et le boîtier pour que la barre se plie sur le côté au lieu d’être alimentée dans le tube, ce qui fait que la barre s’enroule autour de l’engrenage et bloque davantage le matériau.

Alimentateur MK8

Un autre inconvénient de l’alimentateur MK8 est que l’engrenage a un petit nombre de dents (26) et une mauvaise acuité. Celles-ci font glisser la barre souple et entraînent une alimentation irrégulière.

Sur une imprimante équipée de MK8, nous avons pu imprimer un insert de membrane en TPU solide.

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Le FlyingBear Ghost 5 est doté d’un mécanisme d’alimentation BMG ou Dual Drive différent, qui utilise deux engrenages d’alimentation pour assurer une traction fiable lors de l’alimentation de matériaux mous. L’alimentateur est également doté d’un boîtier fermé qui élimine la possibilité d’une alimentation incorrecte de la barre.

Alimentateur à double entraînement

Les imprimantes 3D professionnelles avec Direct utilisent également le mécanisme BMG, qui est idéal pour l’alimentation de tous les types de matériaux.

Extrémité chaude

Dans les imprimantes économiques, le tube en téflon contenant le filament est directement inséré dans la barrière thermique de la partie chaude, ou bien un revêtement en PTFE du même matériau est utilisé. Le téflon se combine bien avec les matériaux Flex – la barre glisse et ne colle pas aux parois du tube.

Cependant, à des températures de 230-240°C, le téflon se ramollit et se déforme avec le temps. Cela entraîne la formation de bouchons et le collage de la barre. Par conséquent, le revêtement en PTFE est un élément consommable qui doit être surveillé.

Revêtement en PTFE

Les imprimeurs professionnels utilisent un tube métallique solide, ce qui est nécessaire pour travailler avec des matériaux réfractaires dans des conditions de température élevée. Cependant, comme les plastiques flexibles adhèrent au métal, les extrémités chaudes de ce système ne peuvent imprimer qu’à faible vitesse.

Extrémité chaude avec tube en téflon (L). Extrémité chaude avec tube tout métal (R).

Les ingénieurs de Raise3D ont pris en compte les problèmes d’impression avec des matériaux mous et ont développé un bloc chauffant combiné pour la Raise3D E2. Sur l’imprimante, un insert en PTFE est intégré à la barrière thermique, et relié au bloc chauffant à l’aide d’un tube métallique de 2 mm de long.

L’insert est situé à une distance suffisante pour que le téflon ne se déforme pas sous l’effet des hautes températures. Il se trouve également dans une courte section du tube métallique afin que le matériau n’ait pas le temps de coller aux parois. Ainsi, il a été possible de combiner la faible adhérence du Téflon et la fiabilité du métal.

Raise3D E2 Hotend

Conclusion

L’impression avec des matériaux flexibles présente de sérieuses exigences techniques et nécessite une sélection minutieuse des réglages. Cependant, aujourd’hui, la variété des plastiques vous permet de choisir Flex pour presque tous les types d’extrudeuse, d’alimentateur et d’extrémité chaude.

L’Overture TPU a fait ses preuves sur les imprimantes économiques. Le matériau est assez dur et la barre ne s’étire pas beaucoup. Par conséquent, vous pouvez obtenir un résultat acceptable sur n’importe quelle imprimante si vous ajustez correctement les paramètres.

Toutefois, si vous comptez imprimer des modèles de grande taille avec des plastiques TPE souples, envisagez d’acheter une imprimante professionnelle capable d’assurer une alimentation fiable et de travailler avec des rétracteurs.

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