Machine de fabrication de filament 3D
Si les techniques d’impression 3D s’améliorent chaque jour, depuis les années 2000, ces techniques se sont aussi simplifiées. L’impression 3D n’est donc plus réservée aux entreprises ou aux labos innovants. Même si le prix des imprimantes 3D reste élevé, les possibilités quasi infinies offertes par cette nouvelle manière de fabriquer sont très attractives. En revanche, le matériau de base nécessaire aux impressions demeure onéreux, et faire son propre stock de consommable en l’achetant devient vite contraignant. La fabrication artisanale du filament 3D se révèle alors incontournable. Explications, astuces, conseils.
Le mélange des matières premières : recettes à connaître pour la fabrication du filament 3D
Pour diminuer significativement les coûts de fabrication, on s’intéressera en majorité aux plastiques. Qu’ils soient pétrosourcés ou même mieux, biosourcés (PLA et autres), on les trouve en grandes quantités et surtout un peu partout. Il faut faire jouer ici son sens du recyclage, puisque la matière plastique servira de consommable pour la technique du dépôt de matière fondue.
Les imprimantes 3D auront ainsi un large choix dans leurs compatibilités avec les thermoplastiques, mais pour ajouter une note plus créative, ces consommables sont tout aussi compatibles avec des colorants. Cette hybridation dans le processus de fabrication est récemment devenue possible grâce à des avancées technologiques dans le milieu des imprimantes 3D (voir, à ce sujet, l’article de 3Dnatives).
Du matériau au consommable, le principe de l’extrusion
Une fois votre matière première collectée ou recyclée, vous aurez besoin d’une extrudeuse filament, ou « filament extruder » en anglais. Une fois l’imprimante 3D arrivée à température (200 degrés), votre matière première se verra comme « filtrée » et fondue par une buse jusqu’à formation d’une couche de matière fondue. Par la suite, l’imprimante réitère ce procédé jusqu’à former, couche après couche, la structure créée à l’avance par logiciel informatique (CAO).
Le refroidissement du filament : agir avant de détruire
Une fois le filament créé par la fusion à 200 °C du matériau et par son extrusion, les couches successivement obtenues doivent être refroidies pour figer la structure en cours. Manquer cette étape, c’est risquer d’obtenir un résultat 3D imprécis et décevant. Fort heureusement, une imprimante 3D a toujours un ventilateur pour couche, chargé justement de refroidir le filament extrudé par la buse. Attention toutefois à ne pas utiliser le ventilateur de couche systématiquement : tous les consommables ne sont pas compatibles avec un refroidissement forcé, et certains réagiront très mal. Vous pourrez trouver ici une liste actualisée des matériaux nécessitant un ventilateur de couche et ceux où il faut au contraire l’éviter.
Pour autant, même avec un plastique type PLA, le ventilateur doit être utilisé de manière précise et contrôlée. A titre d’exemple, le ventilateur doit être désactivé au début de l’opération 3D de sorte à ce que vos première couches puissent durcir et adhérer tout en douceur avec le plateau d’impression. Pour le reste, le ventilateur doit être adapté, dans son utilisation, à la géométrie de l’objet à imprimer, ainsi qu’au temps nécessaire de l’opération. Là encore, vous retrouverez tous les conseils pratiques dans l’article mentionné précédemment.
Le diamètre du filament, un autre paramètre essentiel pour une bonne fabrication de filament 3D
Chaque imprimante 3D est paramétrée ou paramétrable en fonction d’un type de diamètre de filament bien précis. Par ailleurs, la modification du diamètre initial, du 1,75 mm au 3 mm est généralement impossible. Il convient donc de garder bien en tête ce paramètre essentiel avant de se lancer dans la fabrication de son consommable. Connaissez bien votre machine avant de penser fabrication.
Attention, ce n’est pas parce que vous utilisez du filament en 3 mm de diamètre qu’une imprimante prévue pour des plus petits diamètres refusera de fonctionner. En effet, tout se passe dans la mécanique de haute précision de la buse, buse que nous avons abordée plus haut lors du principe d’extrusion du filament. Si le diamètre du filament ne correspond pas au réglages de l’imprimante et donc de la buse, il y aura un défaut de matière dans l’extrusion, ou, inversement, un excès. Vous risquez, dans les deux cas, de mettre en péril le résultat de votre impression 3D !
Avec ce bref tour d’horizon des techniques et matériaux nécessaires à la fabrication de filament 3D, le rôle du plastique et sa facilité d’obtention plaident en faveur du recours à cette fabrication artisanale, justement. Tout l’enjeu réside donc dans la connaissance du procédé, des consommables compatibles, et des réglages d’impression. Informez-vous avant de vous lancer, c’est du temps et de l’argent économisés !
