Comment fonctionne l’imprimante 3D ?
Avant de voir comment bien choisir son imprimante 3D, il est intéressant de se pencher sur son fonctionnement. Déjà, comme son nom l’indique, l’imprimante 3D permet de sortir un objet en trois dimensions, là où l’imprimante papier fait de la 2D sur une feuille. Mais l’imprimante 3D ne peut pas sortir l’objet de nulle part, il lui faut donc de la matière afin de créer l’objet. La grande majorité des imprimantes 3D domestiques fonctionnent par dépôt de matière. En gros, cela veut dire que l’imprimante va, en suivant le modèle 3D que vous lui avez préalablement envoyé, reproduire l’objet en superposant des couches de matières qui vont se coller ensemble.
C’est pourquoi vous allez souvent trouver lorsque vous chercherez votre imprimante 3D l’acronyme FMD, pour Fused Deposition Modeling (modelage par dépôt de filament en fusion). En gros l’encre de l’imprimante est remplacée par un filament plus ou moins épais, d’une ou plusieurs couleurs (nous reviendrons là-dessus plus tard), enroulé autour d’un fil. Ce fil va venir dans un guide-filament qui va le maintenir droit, avant d’être chauffé et fondu pour être déposé en plusieurs couches superposées afin d’avoir l’objet complet. On appelle cette technique l’extrusion. Les filaments sont chauffés jusqu’à 200°C pour être modelés à la forme voulue afin de reproduire les objets voulus.
Sachez qu’il existe d’autres types d’impression en trois dimensions, mais qui sont moins courantes, surtout pour le grand public. On retrouve par exemple la stéréolithographie, où l’on va solidifier un liquide sensible à la chaleur grâce à un laser. Là aussi l’impression fonctionne par couches successives qui vont se solidifier. On trouve également la technologie Polyjet : des gouttes sont posées une à une puis durcies instantanément avec la projection d’un rayon ultraviolet. Enfin, il est aussi possible de trouver la technique du frittage laser : des particules de poudre vont être collées entre elles pour fusionner jusqu’à former l’objet que vous souhaitez imprimer.
Choix du procédé d’impression
Nous n’allons pas revenir sur tous les procédés d’impression décrits plus haut, si ce n’est pour les nommer. Mais sachez qu’au moment de choisir votre imprimante 3D, le premier critère de choix se fera bien entendu sur celui-ci. Comme nous l’avons cité, le procédé FDM avec les filaments chauffés est le plus courant. C’est donc naturellement vers lui que nous vous orientons même s’il est possible d’opter pour un procédé SLA (avec un laser). Il y a d’autres “impressions” 3D où l’appareil taille directement du bois ou du métal, mais elles sont réservées à un usage professionnel donc nous n’en ferons pas mention ici. Nous vous conseillons donc de choisir une imprimante 3D avec procédé FDM où des filaments seront fondus et déposés en couches plus ou moins fines jusqu’à former l’objet final.
Extrusion, vitesse et qualité
L’extrusion est, comme nous vous l’avons dit, le procédé qui permet de fondre les filaments pour obtenir votre objet. Le filament est de couleur unique, ce qui fait que votre objet sera monochrome. Il est possible de choisir la couleur de celui-ci bien sûr, ou d’en avoir plusieurs afin d’imprimer des objets de couleurs différentes. Mais sachez qu’il existe aussi des imprimantes 3D à double tête d’extrusion. Celles-ci, plus coûteuses, permettent d’imprimer soit deux matériaux séparément, soit deux couleurs différentes en même temps. Quoi qu’il en soit, cela demande un réglage particulier dans le logiciel d’impression afin de lui faire comprendre à quel moment utiliser la première tête d’extrusion avec le matériau A, et à quel moment utiliser la B. Cela permet d’avoir de la variété mais attention toutefois, le rendu est moins propre car les deux têtes ne vont pas se placer toujours au millimètre près au même endroit, ce qui peut créer des décalages dans vos impressions.
D’ailleurs, profitons-en pour parler de la précision, qui sera un autre élément à prendre en compte au moment du choix de l’imprimante 3D. Lorsque vous allez entrer votre modèle 3D dans le logiciel et dans l’imprimante, celui-ci sera exprimé sur un axe horizontal X et un axe vertical Y. Afin d’avoir une construction qui tient debout, il faut que la précision sur ses deux axes, exprimées en micron, soit la meilleure possible. Recherchez donc sur la fiche technique des modèles d’imprimantes 3D le nombre de microns de précision. En moyenne, une imprimante 3D domestiques offre entre 50 et 100 microns de précisions. Pour information, 100 microns valent 1/10ème de millimètre. Donc plus le nombre de microns sera bas, plus la précision de votre imprimante sera élevée.
La précision aura un impact sur un troisième facteur de choix : la vitesse d’impression. En effet, plus vous voudrez imprimer avec précision, plus cela prendre de temps. Cela se décide dans les paramètres d’impression, et il est possible de pousser une imprimante 3D au-delà de ses limites au détriment de la finesse du travail. Nous ne pouvons pas vraiment vous donner de vitesse d’impression à titre d’indication car celle-ci dépend vraiment de l’objet que vous imprimez. La vitesse peut s’exprimer en longueur de filament déposé à la minute, le mieux est de consulter la fiche du fabricant de l’imprimante 3D qui vous intéresse.
Logiciel, quantité et matériaux
D’autres critères peuvent entrer en ligne de compte lors de votre choix d’imprimante 3D. Il y a par exemple le logiciel utilisé avec celle-ci. Comme il s’agit de manipuler de la 3D, même virtuel, cela peut s’avérer compliqué de prime abord. Déjà, il n’est pas dit que toutes les imprimantes vous fournissent un logiciel lorsque vous les acheter. Assurez-vous qu’il fasse partie du lot sinon vous devrez en acquérir un séparément. Dans ce cas-là, nous vous conseillons de vous tourner vers les marques les plus connues/réputées dans la catégorie. Elles ont souvent l’avantage de proposer un pack imprimante + logiciel. Et le plus souvent ce dernier est adapté à tous pour un usage simplifié qui permet d’utiliser immédiatement votre appareil.
Ensuite, vous pouvez vous penchez sur la quantité et la surface d’impression de l’imprimante. Si dans la plupart des cas celle-ci se limite à un cube de 25 x 25 x 25 cm, il est possible d’avoir des machines beaucoup plus imposantes qui peuvent sortir des produits de la taille d’un tabouret sur lequel il est possible de s’asseoir. Bien sûr ces appareils coûtent beaucoup plus cher donc avant d’en faire l’acquisition il faut être sûr que vous allez vous en servir assez souvent.
Enfin, il est intéressant de s’intéresser aux matériaux. Il y a d’abord les matériaux que peuvent accueillir votre imprimante 3D pour modeler vos objets. Les filaments peuvent être faits de différentes matières et avec différents diamètres. Et il y a aussi le matériau du plateau sur lequel sera posée l’impression en cours. Celui-ci peut-être chauffant ou non. Nous vous recommandons d’ailleurs d’opter pour un plateau chauffant. En effet, cela permettra de faire adhérer votre construction au plateau le temps de l’impression. Si vous prenez un plateau froid, l’impression risque de bouger avec le mouvement de la tête d’extrusion, ce qui risque de faire tout rater.