Gestion thermique d'une impression 3D

Découvrez pourquoi une bonne gestion thermique est essentielle pour une impression 3D réussie et pourquoi le contrôle de la température de l'extrudeuse à granulés, du lit et de la vitesse d'impression sont des facteurs cruciaux.

La gestion thermique est essentielle dans l'impression 3D à grande échelle. Il est important de garder à l'esprit le comportement des matériaux dans différentes conditions thermiques. Vous ne voulez pas que votre matériau soit trop froid ou trop chaud pendant l'exécution de votre projet imprimé en 3D.

Il existe trois facteurs principaux à prendre en compte pour contrôler la gestion thermique :

1. Température de l'extrudeuse à granulés
2. Température du lit
3. la vitesse d'impression.

La compréhension de ces variables peut permettre un meilleur ajustement en fonction du matériau utilisé. Ces paramètres dépendent toujours du matériau, car chaque matériau se comporte différemment.

1. Température de l'extrudeuse à granulés :

• Trop chaude : l' impression 3D de matériaux à une température trop élevée peut entraîner des problèmes tels que le suintement, le filage et même la dégradation du matériau.
• Trop froide : L'impression 3D à des températures inférieures à la plage recommandée peut entraîner une mauvaise adhérence des couches, des impressions faibles et l'obstruction des buses.

2. Température du lit d'impression :

• Trop chaude : si la température du lit d'impression 3D est trop élevée, elle peut entraîner une accumulation excessive de chaleur directement à partir de la couche de départ. Cependant, des températures de lit d'impression plus élevées sont souvent nécessaires pour une meilleure adhérence. Les températures typiques du lit d'impression se situent entre 50°C et 110°C, en fonction du matériau.
• Trop froid : Une température insuffisante du lit d'impression peut entraîner une mauvaise adhérence et provoquer le détachement de l'impression de la plaque de construction.

3. Vitesse d'impression/temps de calque

• Trop rapide : une impression 3D trop rapide peut générer une chaleur excessive au sein de la structure d'impression, ce qui peut entraîner l'effondrement de la structure sous son propre poids. Lorsque le matériau est trop chaud, sa rigidité est trop faible pour supporter les couches d'impression suivantes.
• Trop lent : Une impression plus lente allonge le temps de refroidissement des couches imprimées. Lorsque l'impression se fait sur des couches trop froides, il peut en résulter une mauvaise adhérence des couches.

Le résultat d'une mauvaise gestion thermique On distingue les problèmes potentiels suivants causés par une mauvaise gestion thermique :

• Décollement: il est causé par des contraintes thermiques. Si un matériau se refroidit rapidement, des contraintes thermiques sont introduites. Ces contraintes internes peuvent affaiblir l'adhérence de la couche ou, lorsque l'impression est trop lente, il n'y a pas d'adhérence de la couche. Cette délamination peut se produire lors de l'impression 3D sur un lit d'impression froid. Les premières couches se refroidissent très rapidement en perdant de la chaleur dans la surface d'impression. Si cela se produit, le réglage de l'impression peut être reconsidéré.
• Porosité: en plus d'un mauvais séchage, la surchauffe peut provoquer une surextrusion et la formation de bulles d'air dans le matériau imprimé en 3D, ce qui entraîne une porosité. Cette porosité affecte les propriétés mécaniques de l'impression 3D. D'autre part, un mauvais collage des couches peut entraîner des lacunes et des vides entre les couches adjacentes, ce qui conduit également à la porosité et se produit souvent lorsque l'impression est trop froide.
• Déformation de l'impression 3D : une mauvaise gestion thermique peut entraîner une surchauffe de certaines parties de l'impression 3D. Cela peut entraîner une déformation localisée. Cette déformation peut être observée
• Problèmes de qualité de l'impression 3D : les variations de température peuvent affecter les propriétés d'extrusion et d'écoulement du matériau. Il peut en résulter des problèmes de qualité d'impression 3D tels qu'une sous-extrusion, une sur-extrusion ou une hauteur de couche incohérente.
• Colmatage des buses : un contrôle inadéquat de la température peut contribuer au colmatage des buses, en particulier si le matériau ne fond pas de manière homogène. Les bouchons peuvent perturber le processus d'impression et entraîner des échecs d'impression.
• Problèmes de remplissage et d'oerhang :la gestion thermique joue également un rôle dans l'impression 3D des structures de soutien et des motifs de remplissage. Un mauvais contrôle des températures d'impression 3D peut entraîner des problèmes de surplomb, de ponts ou d'intégrité du remplissage.
• Limitation de la vitesse d'impression 3D :dans certains cas, une mauvaise gestion thermique peut limiter la vitesse maximale d'impression 3D, car une impression 3D plus rapide peut entraîner des problèmes de refroidissement. Cela peut allonger les temps d'impression et réduire la productivité globale.
• Compatibilité des matériaux : les différents matériaux d'impression 3D nécessitent des profils de température spécifiques pour une impression 3D optimale. Une mauvaise gestion thermique peut limiter la gamme de matériaux pouvant être utilisés avec succès avec une imprimante 3D à grande échelle.
• Collage des couches : unetempérature d'extrusion incohérente peut affecter la force de collage entre les couches imprimées en 3D, ce qui peut entraîner une délamination ou une faible adhérence des couches.
• Dégradation du matériau : un chauffage excessif dans l'extrudeuse à granulés peut entraîner la dégradation du filament, ce qui se traduit par une mauvaise qualité d'impression 3D et des dommages potentiels aux composants de l'imprimante 3D.

Gestion thermique pour la fabrication additive grand formatPour éviter ces problèmes, une gestion thermique est nécessaire. Il peut s'agir de contrôler la température de l'environnement d'impression ou d'utiliser des techniques telles que le refroidissement ou le chauffage actif pour réguler la température de la pièce imprimée elle-même.

Une bonne gestion thermique peut également améliorer la qualité globale et la cohérence des pièces imprimées, et réduire la probabilité de défauts ou de défaillances. Elle peut également augmenter la vitesse d'impression, car un environnement d'impression bien géré peut réduire la nécessité de vitesses d'impression plus lentes pour garantir la qualité du produit final.