4.2.1. Les pièces de l’imprimante 3D

Tel qu’expliqué précédemment, il existe différents principes d’impression 3D (dépôt de matière fondue, stéréolithographie, etc.). Pour chacun de ces principes, des compagnies ont créée des imprimantes 3D dont certaines caractéristiques diffèrent les unes des autres (matériaux de conception, couleur, dimensions, etc.). Des composantes principales se retrouvent toutefois généralement dans l’ensemble des possibilités. Bien comprendre la fonction de chacune d’elle et être en mesure de bien les repérer sur l’appareil utilisé a de nombreux avantages : utilisation optimale, réparation en cas de bris, etc.

Chaque imprimante a un châssis dont la principale fonction est de supporter les composantes électroniques et mécaniques impliquées dans l’impression 3D. Il existe une infinité de possibilités au design du châssis d’une imprimante, mais moins de procédés de construction et chacun d’eux possède ses avantages (Toglefritz, 2015). Par exemple, les cadres construits à l’aide de joints et de tiges sont simples à créer et à assembler, mais l’accès qu’ils offrent aux pièces mécaniques et électriques peut augmenter les risques de blessures. Sinon, on retrouve aussi des châssis, fermés ou semi-fermés, qui sont en métal ou en plastique. Ces modèles sont plus chers à produire, mais, en plus d’être souvent plus esthétique, offrent une protection supplémentaire puisque plusieurs pièces ne sont pas facilement accessibles. Habituellement partie intégrante du châssis, on trouve également les tiges de guidage qui permettent à la tête d’impression de se déplacer le long de ses axes.

Des imprimantes 3D aux châssis différents

Sur les tiges de guidage, un ou plusieurs moteurs de type pas à pas contrôlent précisément les mouvements de la tête d’impression. La tête d’impression renferme un mécanisme qui permet de forcer la matière première afin de la rendre malléable : on parle alors d’extrusion. Ainsi, on fait souvent référence au mot “extrudeuse” lorsqu’on pense à la pièce qui fait l’extrusion de la matière première. Afin de forcer la matière, l’extrudeuse contient un moteur qui l’engage vers une buse chaude qui fait fait fondre la matière la rendant ainsi suffisamment malléable pour qu’elle puisse être déposée à différentes vitesses où en différentes quantités.

Anatomie d’une extrudeuse

Une fois sortie de la buse de l’extrudeuse, la première couche de matière première se dépose sur une plate--forme d’impression communément appelée “lit d’impression”. Rond, carré ou rectangulaire, le lit d’impression est typiquement constitué d’une vitre sur laquelle il peut y avoir un matériel qui augmente l’adhésion de la pièce imprimée à la plate-forme lors de l’impression. Mis à part leur dimension et leur forme, deux catégories de plate-forme existent : celles dont la surface est chauffée et celles qui ne le sont pas. Alors que les lits d’impression non chauffés sont surtout recommandés seulement pour l’impression du PLA, ceux dont la température augmente sont souvent nécessaires pour les autres types de matières premières. En chauffant, la plateforme assure une meilleure adhésion à ces matériaux qui, lorsqu’ils refroidissent, se rétractent tellement qu’ils se décollent lors de l’impression.  

Plateforme d’impression

Finalement, connectées à une interface qui permet à l’utilisateur d’effectuer des réglages, les imprimantes 3D possèdent un micrologiciel qui permet d’en contrôler tous les aspects. C’est le deuxième cerveau de l’imprimante (vous étant le premier). Alimenté par une prise de courant 120V, il transmet les informations à toutes les pièces en passant par des circuits électriques qui, connectés à des capteurs, lui renvoient des informations à leur tour.

Interface d’utilisation d’une imprimante 3D

Référence : 
Toglefritz. (2015). 3D Printer Frame Design. Repéré àhttps://dabbletron.com/3d-printer-frame-design/

Images :
3D HUBS. 2018. Mendel Prusa [JPG]. Repéré à https://www.3dhubs.com/3d-printers/mendel-prusa

3D Printer chat. (2016). DIRECT-EXTRUSION-DIAGRAM [JPG]. Repéré à https://3dprinterchat.com/2016/03/3d-printer-extruder-ideal-resolution/direct-extrusion-diagram/

Flashforge. (2018). Touch Screen, High Resolution Printer, Flashforge 3D Printer Finder, PLA Filament [JPG]. Repéré à https://flashforge.en.made-in-china.com/product/gNHxkdylSDhO/China-Touch-Screen-High-Resolution-Printer-Flashforge-3D-Printer-Finder-PLA-Filament.html

Westin, S. (2015). ultimakor-2-vs-replicator-2x [JPG]. Repéré à https://total3dprinting.org/ultimakor-2-vs-makerbot-replicator-2-battle-of-the-3d-printers/