Balance de macro-analyses de substitution à fléau asymétrique[modifier | modifier le code]

Caractéristique[modifier | modifier le code]

Principe de fonctionnement[modifier | modifier le code]

Sources et liens[modifier | modifier le code]

https://collection-lhst.epfl.ch/?action=singleObject&id=733

Fabrication additive/Impression 3D[modifier | modifier le code]

Feedstock chargé[modifier | modifier le code]

Polymère amélioré[modifier | modifier le code]

L'utilisation de polymères chargés avec un matériau supplémentaire, permet d'ajouter certaines caractéristiques aux pièces imprimées, ou d'améliorer une propriété physique en particulier. Certains fabricants proposent par exemple des filaments à la résistance mécanique et à la rigidité accrues grâce à l'ajout de fibres de carbone ou de verre. Une autre utilisation déjà existante consiste en un matériau chargé en noir de carbone ce qui permet d'obtenir des objets conducteur électrique. Enfin, l'utilisation de poudres de fer permet d'imprimer des pièces qui réagiront sous l'effet d'un champ magnétique.

L'ajout d'éléments dans une matrice PLA présente également un grand intérêt esthétique. De très nombreux filament chargés en particules métalliques existent telles que des poudres de fer, d'acier, de cuivre ou encore de laiton. Bien que les concentrations en en poudre doivent rester faible pour assurer que le feedstock soit imprimable, cela permet d'obtenir des surface brillantes, ou bien de d'oxyder la matière en l'exposant à une solution salée. Enfin, les exemples de filaments chargés en bois ou en paillettes sont nombreux, on rencontre également l'incorporation de fibre végétale de façon à modifier la texture (l'état de surface?) des modèles imprimés.

Polymère sacrificiel[modifier | modifier le code]

Les polymères thermo-plastiques (tel que le PLA, le PET ou l'ABS) sont particulièrement adapté à la fabrication additive par dépôt de fil (FFF ou FDM) grâce à leur point de fusion peu élevé et leur viscosité adaptée. Il est donc considérer de les utiliser pour la mise en forme de matériaux plus complexe car d'origine métallique ou céramique. Ces matériaux sont également incorporés sous forme de poudre pour former un feedstock composite.

Le polymère joue alors le rôle de liant lors de l'impression et sera ensuite retiré par des procédés de déliantage chimique [5] ou thermique. Pour obtenir la pièce finale, l'objet doit subir un traitement thermique qui va solidifier les poudres entre elles et densifier la géométrie par frittage. Ces dernières étapes sont hérités des procédés d'injections pour le moulage de matières métalliques (MIM).

En définitive, ce procédé permet d'obtenir des pièces à forte valeur ajoutée et d'exploiter les capacités de la fabrication additive pour des matériaux qui sont classiquement mis en forme par des procédés d'usinage, ou de moulage. De plus, le procédé par dépôt de fil fondu est bien plus abordable et facile à mettre en place que les autre techniques d'impression qui permettent la mise en forme de matière métallique ou céramique (SLS ou SLM).

Lien et réfs (temporaire)[modifier | modifier le code]

[1] : https://www.proto-pasta.com/collections/fiber-filled/products/high-temp-carbon-fiber-pla-composite

[2] : https://markforged.com/3d-printers/mark-two --> A changer mais y'a la liste des matériaux

[3] : https://www.proto-pasta.com/collections/conductive/products/conductive-pla

[4] : https://www.thevirtualfoundry.com/

[5] : https://www.ultrafusefff.com/product-category/metal/

Impression à partir de granulés (PAM)[modifier | modifier le code]

Il est possible d'appliquer le procédé de fabrication par dépôt de fil (FDM) à un feedstock sous forme de granulé. (Insérer le schéma + léngende Wiki Common?) Les billes de matière sont acheminé jusqu'à la buse d'extrusion grâce à une vis sans fin (ou vis d'archimède) dont la vitesse de rotation est contrôlée. Le fourreau de la vis est chauffé pour permettre la fonte des granulés et l'obtention d'un filet de matière continu. Le profile de la vis d'extrusion présente une réduction de la section utile ce qui a pour effet d'augmenter la pression en aval et permet d'expulser l'air présent entre les grains de matière.

Intérêt[modifier | modifier le code]

La préparation des matières polymères sous forme de filament peut se révéler difficile voir impossible pour certains matériaux. En particulier, les matériaux chargés de poudres deviennent rapidement cassant et compliqué à imprimer et le bobinage de ces derniers ne permet tout simplement pas d'utiliser de hautes concentrations en poudre.

A l'inverse, il est plus facile de découper un jonc d'extrusion et de produire un feedstock sous forme de granulés, également pour des concentrations en additif élevées.

Tranchage des fichiers géométriques "Slicing" pour le procédé FDM[modifier | modifier le code]

Afin d'obtenir la suite d'instructions à communiquer à une imprimante pour fabriquer une pièce, le fichier géométrique doit être "trancher". Cette étape est réaliser par un logiciel, le slicer, qui va définir le nombre de couche et le parcour que devra suivre la tête d'extrusion pour construire l'objet. On peut donner les exemples des slicer les plus populaire : Ultimaker Cura, Simplify 3D, Prusa Slicer, Slic3r.

Le résultat de l'impression dépend de la multitude de paramètres qui auront été choisit , tel que la température, la vitesse d'impresison, l'épaisseur des couches ou encore les paternes et la densité désiré pour remplir les volumes.

Le fichier produit par ce logiciel est le plus souvent un fichier .gcode.

Langage Gcode (déjà fait dans l'article?)[modifier | modifier le code]

Le langage lue par le firmware d'une imprimante est le plus souvent du G-code ou un dérivé de celui-ci. Originalement utilisé pour le contrôle de machine CNC, ce langage a été enrichi pour répondre aux besoins de l'impression 3D. Il contient une suite d'instruction séquentielle qui décrivent l'ensemble des mouvements et consignes que les actionneurs de l'imprimante doivent exécuter.

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