Découvrez à quoi sert l’importante extrudeuse dans une imprimante 3D

Le succès ou l’échec de votre impression dépend souvent d’un seul composant : l’extrudeuse. C’est l’une des parties les plus importantes d’une imprimante 3D et elle est chargée d’envoyer la bonne quantité de filament à l’extrémité chaude de l’appareil. C’est là qu’il est fondu et extrudé en fines couches pour créer votre impression.

Certains utilisateurs 3D confondent l’extrudeuse avec l’extrémité chaude mais ce ne sont pas les mêmes. L’extrudeuse est régulièrement appelée « extrémité froide » car le filament est froid lorsqu’il se déplace dans l’extrudeuse lorsqu’il se déplace vers l’extrémité chaude.

Il existe deux principaux types d’extrudeuses disponibles :

Même avec ceux-ci, il semble y avoir beaucoup d’informations confuses entre les deux. Vous avez peut-être entendu ou lu que les extrudeuses Bowden sont incapables de gérer les filaments flexibles et ont parfois trop de fils. Vous avez peut-être également lu que les extrudeuses directes sont trop lentes et ont généralement trop de jeu.

Si ces déclarations vous confondent, nous sommes là pour vous aider. Nous allons discuter des bases de l’extrudeuse d’une imprimante 3D et découvrir les différences afin que vous puissiez décider, une fois pour toutes, quelle option vous convient le mieux.

Similitudes entre toutes les extrudeuses

Toutes les extrudeuses contiennent un moteur. Les imprimantes 3D de bureau ont tendance à utiliser des moteurs pas à pas NEMA 17. Le 17 correspond à une façade de 1,7 « x 1,7 ». Cependant, tous les NEMA 17 ne sont pas identiques. Ils peuvent être à engrenages, avoir un pas de 0,9 degré, un pas de 1,8 degré, etc.

Différents moteurs ont des tensions nominales différentes, des courants nominaux variables et sont disponibles dans une gamme de longueurs. Ils peuvent également fournir des quantités de couple contrastées. Bien qu’elles puissent différer, aucune de ces spécifications ne rend le moteur de l’extrudeuse meilleur ou pire qu’un autre. Les exigences du moteur pour un fonctionnement suffisant dépendent généralement de la configuration de l’assemblage de l’extrudeuse ainsi que de l’imprimante.

L’engrenage d’entraînement du filament saisit le filament et l’extrude à travers l’extrémité chaude de l’imprimante. En raison de la large gamme d’applications d’extrudeuse, ces engrenages d’entraînement ne sont pas toujours les mêmes. Les deux plus courants sont :

• Petits engrenages en acier qui sont taillés
• Boulons tatoués

« Taillé » signifie que des dents ou des cannelures y ont été découpées. Les engrenages d’entraînement sont installés sur l’arbre du moteur tandis que les boulons sont généralement alimentés par des moteurs d’extrudeuse à engrenages.

Un autre mécanisme qui se trouve dans toutes les extrudeuses est le tendeur. Cela maintient le filament contre l’engrenage d’entraînement afin qu’il puisse être extrudé à travers l’extrémité chaude de l’imprimante. Les tubes en PTFE, les roulements, les roues en caoutchouc et les plastiques imprimés peuvent tous être utilisés pour ce mécanisme de renvoi.

Le tendeur est vital pour que la bonne pression puisse être appliquée contre le filament de l’imprimante ou l’engrenage d’entraînement. Si trop ou trop peu de pression est appliquée, cela peut entraîner des problèmes d’extrusion qui peuvent nuire à la qualité et au succès de votre impression.

Différences entre les extrudeuses

Extrudeuses Bowden

Les extrudeuses Bowden ne sont pas directement fixées à l’extrémité chaude d’une imprimante 3D. Ceux-ci sont conçus de manière à ce qu’un tube s’étende du corps de l’extrudeuse jusqu’à l’extrémité chaude. C’est ce qu’on appelle un « tube Bowden ». Le plus souvent, il s’agit d’une section de tube en téflon ou en PTFE. Ici, le filament est maintenu en place par le tube et se déplace à travers celui-ci jusqu’à l’extrémité chaude.

Extrudeuses directes

Contrairement aux extrudeuses Bowden, les composants directs sont directement fixés à l’extrémité chaude de l’imprimante. Si nous prenons l’exemple de l’extrudeuse Lulzbot Mini, il s’agit d’une extrudeuse directe à engrenages qui utilise un filament de 3 mm.

Une extrudeuse directe n’est pas la même chose qu’une extrudeuse à entraînement direct comme beaucoup le penseraient. Au lieu de cela, une extrudeuse à entraînement direct signifie que le mécanisme d’entraînement du filament est monté directement sur l’arbre du moteur dans l’imprimante. Fait intéressant, les extrudeuses Bowden et directes peuvent être à entraînement direct.

Pour décider quelle est la meilleure extrudeuse, nous devons considérer les forces et les faiblesses des deux.

Avantages de l’extrudeuse Bowden :

• Les extrudeuses Bowden n’ont pas de masse supplémentaire du corps de l’extrudeuse qui roule sur le chariot d’extrémité chaude. Cela inclut le moteur, la roue libre, l’engrenage, etc.
• Les imprimantes 3D équipées d’une extrudeuse Bowden peuvent se déplacer et imprimer très rapidement, avec précision et plus précisément que la même imprimante avec une extrudeuse directe.

Inconvénients de l’extrudeuse Bowden :

• En raison de la distance réduite entre la roue libre de cette extrudeuse et son extrémité chaude, il y a un décalage dans le système. Cependant, cela peut généralement être ajusté dans les paramètres de tranche ou les ajustements du micrologiciel.
• Ces extrudeuses ont tendance à avoir plus de frottement sur le filament. Cela est dû à la distance supplémentaire qu’il doit parcourir lors du déplacement du point de pincement de l’engrenage/du tendeur à l’extrémité chaude. Une friction accrue peut rendre plus difficile l’impression de filaments flexibles.

Avantages de l’extrudeuse directe :

• Les extrudeuses directes ont une distance très courte entre le mécanisme d’entraînement et l’extrémité chaude. Cela se traduit par une meilleure réactivité (moins de décalage dans le système) des rétractions et des extrusions. De plus, cela nécessite moins de couple pour extruder le filament à travers l’extrémité chaude de l’imprimante. Une meilleure réactivité signifie généralement des impressions meilleures et plus propres avec moins de cordage et de suintement sur la finition de surface.
• Il est plus facile d’imprimer avec des matériaux plus flexibles tels que Soft PLA, TPU et Ninjaflex pour une plus grande possibilité d’impressions. En général, les extrudeuses directes conviennent mieux aux flexibles que les extrudeuses Bowden.

Inconvénients de l’extrudeuse directe :

• La masse d’une extrudeuse directe doit être déplacée avec l’extrémité chaude car elle est directement attachée à l’extrémité chaude. Cela se traduit par un risque plus élevé de jeu, d’oscillation du cadre et de dépassement.
• La masse supplémentaire avec ces extrudeuses signifie qu’il y a un courant de moteur plus important qui génère une chaleur intensifiée sur les moteurs et les pilotes de moteur. Cela peut entraîner une usure plus rapide de ces moteurs
• Pas aussi précis que les extrudeuses Bowden, car les extrudeuses directes n’accélèrent ou ne décélèrent pas aussi rapidement.

Ce que vous choisissez dépend de ce que vous voulez imprimer et du type d’imprimante dont vous disposez. Voulez-vous imprimer le plus rapidement possible ou attendre pour conserver la plus grande précision ?

Quoi qu’il en soit, les extrudeuses sont essentielles à toute imprimante 3D, mais aucune n’est intrinsèquement meilleure que l’autre.