Le monde de l’impression 3D est formidable et on peut apprendre de nombreuses nouvelles choses chaque jour. Même après plusieurs années de pratique, je découvre encore souvent de nouvelles choses. Que ce soit concernant le slicer avec un nouveau réglage pour une pièce spécifique, un nouveau filament pour imprimer plus vite ou encore l’arrivée de nouvelles imprimantes 3D qui donnent envie. Il y a toujours quelque chose à découvre et c’est encore plus le cas si comme moi, vous imprimez beaucoup d’objets avec votre imprimante 3D.
Je vais justement vous parler ici d’imprimante 3D et de la machine en elle-même, car quand on est débutant, ce n’est pas toujours facile d’assimiler toutes les informations tant, le sujet est vaste. Même si c’est un domaine qui est devenu très accessible, ce n’est plus aussi compliqué qu’avant, il faut tout de même comprendre certaines choses avant de se lancer. Dans cet article je donc vais m’intéresser aux imprimantes 3D et plus précisément au système d’extrusion qui permet d’amener le filament jusqu’au bloc de chauffe pour le faire fondre et imprimer votre objet en 3D.
Comprendre le fonctionnement d’une imprimante 3D FDM
Pour bien démarrer avec les imprimantes 3D, il est nécessaire de comprendre un peu leur fonctionnement et le rôle de chaque pièce importante. Ça vous sera aussi très utile pour vous dépanner en cas de problème avec votre machine. L’impression 3D FDM repose sur la fusion et le dépôt de matériaux thermoplastiques, couche par couche, pour construire un objet. Cette technologie est particulièrement appréciée pour sa polyvalence, sa facilité d’utilisation et sa capacité à produire des pièces robustes. Il existe d’ailleurs plusieurs types de filament comme le PLA ou le PETG, mais il en existe encore beaucoup d’autres.
La pièce la plus importante sur votre imprimante 3D est la tête d’impression qui va chauffer le filament et le faire sortir par une buse. Cette tête d’impression avec son bloc de chauffe peut comporter directement l’extrudeur ou alors il peut être déporté. C’est cet extrudeur qui va amener le filament jusqu’au corps de chauffe. Il y a ensuite le plateau chauffant qui est maintenant généralisé sur les imprimantes 3D modernes. Le plateau chauffant permet de maximiser l’adhérence de votre pièce pendant l’impression et éviter qu’elle ne se décolle de manière inopinée. Le lit chauffant permet aussi d’éviter le warping pendant l’impression de votre objet.
Il y a ensuite toutes les autres parties tel que les moteurs pour les axes X, Y et Z, ainsi que la carte mère et les drivers, mais cela ne nous intéresse moins dans le cadre de cet article. Je vous parlais juste avant de tête d’impression avec son bloc de chauffe et de l’extrudeur qui emmène le filament, car il faut savoir qu’il y a donc 2 systèmes qui sont couramment utilisés sur les imprimantes 3D avec chacun leurs avantages et inconvénients. C’est ce que nous allons voir tout de suite.
Bowden vs Direct Drive : avantages et inconvénients
Bowden
Dans un système Bowden, l’extrudeuse qui pousse le filament est montée séparément du bloc d’impression. Le filament est acheminé à travers un tube en PTFE ou un tube similaire, qui le guide de l’extrudeuse jusqu’à la tête d’impression.
Avantages du système Bowden :
- Le poids réduit de la tête d’impression : comme l’extrudeuse est montée sur le châssis et non sur la tête d’impression, cela réduit le poids en mouvement. Cela peut permettre des vitesses d’impression plus élevées et réduire les vibrations, améliorant ainsi la qualité d’impression pour de grands objets ou des impressions rapides.
- Flexibilité de placement : le système Bowden offre une plus grande flexibilité dans la conception de l’imprimante, car l’extrudeuse peut être placée à différents endroits.
- Maintenance plus facile : les éléments étant séparés entre la tête d’impression de l’imprimante 3D et l’extrudeuse, c’est plus facile à changer ou réparer en cas de problèmes qu’un seul bloc.
Inconvénients du Bowden :
- Moins de contrôle sur le filament : le tube peut introduire des jeux et des frottements, ce qui rend le contrôle précis du retrait (rétraction) du filament plus difficile. Cela peut être problématique avec des filaments flexibles ou très mous.
- Risque de bouchage ou blocage : le long chemin parcouru par le filament augmente le risque de bouchage ou de problèmes liés à l’alimentation du filament. C’est pour cela qu’il faut utiliser des tubes PTFE de bonne qualité pour limiter ce risque.
- Usure du tube : il faudra à un moment changer votre tube PTFE, car il va s’user dans le temps avec des conséquences sur la qualité de vos impressions 3D. Cela dépend de la qualité du tube et les types de filament utilisés, certains sont plus abrasifs que d’autres.
Direct Drive
Dans un système Direct Drive, l’extrudeuse est montée directement sur la tête d’impression. Cela signifie que le filament est poussé directement dans la buse d’impression sans passer par un long tube.
Avantages du Direct Drive :
- Contrôle précis du filament : le système Direct Drive offre un contrôle plus précis sur le filament, notamment en ce qui concerne les rétractions. Cela est particulièrement utile pour l’impression de petits détails et surtout l’utilisation de filaments flexibles tel que le TPU.
- Réduction du risque de bouchage et blocage : le chemin plus court et direct vers la buse réduit le risque de bouchage et les problèmes d’alimentation du filament.
Inconvénients du système Direct Drive :
- Poids plus élevé de la tête d’impression : le poids supplémentaire peut limiter la vitesse d’impression et augmenter les vibrations, particulièrement sur de grands mouvements ou à des vitesses élevées, ce qui peut affecter la qualité de l’impression.
- Conception plus compliquée : La nécessité de monter l’extrudeuse sur la tête d’impression peut compliquer la conception et l’équilibrage de la tête. La maintenance est donc elle aussi un peu plus complexe mais rien d’insurmontable sur les imprimantes 3D grand public et populaires.
Au final, il n’y a pas de meilleur système entre le Bowden et le Direct Drive. J’ai réalisé énormément d’impression avec un Bowden très simple sur une imprimante 3D pas cher. Une fois la machine bien configurée et calibrée, je n’ai jamais eu de problèmes particuliers avec ce système. J’ai commencé à utiliser le système Direct Drive avec l’achat d’une nouvelle imprimante 3D, car j’avais besoin d’imprimer des pièces très flexibles et je voulais quelque chose de fiable.
Le choix entre Bowden et Direct Drive dépend de ce que l’utilisateur valorise le plus dans l’impression 3D : vitesse et flexibilité de conception avec le Bowden, ou contrôle précis et facilité d’utilisation avec le Direct Drive. Certains utilisateurs expérimentés choisissent même d’adapter leur imprimante pour passer de l’un à l’autre selon les besoins de leurs projets. Pour en terminer entre ces deux systèmes, ça dépend vraiment de ce que vous souhaitez imprimer et la nature de vos projets. D’ailleurs, si vous n’êtes pas encore à l’étape de la modélisation 3D, n’oubliez pas que j’ai fais un article une liste des meilleurs sites pour télécharger gratuitement des fichiers STL à imprimer !