Quelle est la différence d'impression sur des imprimantes 3D pour 2 200 $ et 200 000 $

Chaque année, les imprimantes 3D domestiques deviennent plus faciles à utiliser, plus rapides et plus fonctionnelles. La liste des médias imprimés augmente progressivement. Pas loin, c'est le moment où il sera possible d'imprimer des produits en métal et en verre à la maison, pas seulement en plastique.

L'impression 3D promet de révolutionner encore plus l'industrie et la construction. Maintenant, les imprimantes 3D sont presque universellement utilisées pour le prototypage, et à l'avenir, la production de masse de produits de haute qualité commencera certainement.

Alors que les imprimantes 3D «amateurs» faites maison s'améliorent, une question intéressante se pose: dans quelle mesure la qualité d'impression à la maison diffère-t-elle de l'industrie? C'est la question que Mike Skrzypczak, ingénieur américain et passionné d'impression 3D, a posée. Pour l'échantillon, il est allé au laboratoire de production de Caterpillar, l'une des principales sociétés de production de gros équipements spéciaux.

Une imprimante Stratasys Fortus 380 MC très chère est installée en laboratoire au coût d'environ 200 000 dollars. Cette imprimante de 2 mètres de haut est conçue pour produire des prototypes résistants à l'usure qui correspondent aux caractéristiques du produit final, ainsi que divers outils de production et pièces de fabrication haute pression.


Imprimante Stratasys Fortus 380 MC

L'imprimante industrielle imprime sept types de thermoplastiques : ABS-M30; ABS-M30i; ABS-ESD7; ASA Matériau PC-ISO en blanc et translucide; PC FDM Nylon 12. Selon les spécifications officielles , l'épaisseur de la couche est de 0,330 mm, 0,254 mm, 0,178 mm ou 0,127 mm.

Pour l'échantillon d'impression, Mike a pris le vrai détail - un dispositif auxiliaire pour la pose de boucles dans la fabrication d'équipements électroniques. Auparavant, ces formes étaient fabriquées sur presse par moulage, mais maintenant l'impression 3D est excellente pour cela.

Ainsi, Lulzbot Taz 5 3D avec un prix de détail d'environ 2200 $ tentera de rivaliser avec le monstre industriel .




L'imprimante Lulzbot Taz 5 3D

Stratasys Fortus 380 MC a imprimé une pièce en plastique ABS avec une couverture à 100%, avec une épaisseur de couche standard et des paramètres par défaut normaux. Mike dit qu'en usine, il n'était pas autorisé à accéder directement à la machine, il ne peut donc pas expliquer en détail les options d'impression. Le laboratoire vient de faire ce détail à sa demande, et merci pour cela.

L'ingénieur a utilisé le filament HIPS sur une imprimante domestique, l'impression a été effectuée avec une buse d'un diamètre de 0,5 mm, avec une épaisseur de couche de 0,1 mm, un remplissage de 25%, avec quatre couches supérieures et inférieures dures, une vitesse d'impression de 45 mm / s et une accélération standard, une température d'extrusion de 240 ° C. une température de surface de travail de 110 ° C et une largeur d'extrusion de 0,6 mm.

Il est peu probable qu'un tel test puisse être qualifié d'absolument correct. Nous ne connaissons pas les paramètres d'impression exacts d'une imprimante industrielle. De plus, l'ingénieur a utilisé pour une raison quelconque un filament HIPS différent, bien qu'une imprimante domestique puisse imprimer le même ABS et remplir 25% au lieu de 100%. En général, c'est une comparaison très superficielle, mais tout de même assez intéressante.

L'impression du produit sur les deux machines a pris 18 heures. Que s'est-il donc passé?

Sur les photos, les deux parties sont faciles à distinguer, car la partie industrielle est noire. L'expérimentateur a nettoyé au maximum les détails des matériaux excédentaires - et a commencé à photographier.





Si vous regardez attentivement, la différence devient encore perceptible. Le Stratasys Fortus 380 MC s'est avéré être un peu mieux, mais la différence n'est pas aussi radicale que vous pourriez le penser.

Mike Skipschak a soigneusement examiné les éléments individuels des deux parties. Par exemple, une languette de montage sur le bord du moule. Un passionné asperge de la cendre sur sa tête, car il n'y a pas de support adéquat pour de telles pièces en saillie qu'il a imprimées sur une imprimante domestique. Par conséquent, l'onglet de montage sur la pièce de l'imprimante domestique n'a pas été entièrement imprimé. Mais sa partie supérieure, qui a été imprimée normalement, n'est pas inférieure en qualité aux détails d'une imprimante industrielle.





Un autre fragment qu'il a étudié en détail est les trous de montage et la partie environnante des pièces. Ici, vous pouvez voir que dans la version "home" autour du trou de montage, il y a de petits espaces dans les couches supérieures de l'impression. Il dit que s'il avait à nouveau imprimé la pièce, il aurait fait deux fois plus de couches supérieures et inférieures solides pour éliminer cet artefact. Juste les couches sont trop minces, donc quatre, comme nous le voyons, ne suffisaient pas.





En général, sur les photos ci-dessus, la différence de qualité des pièces n'est pas très différente et n'est pas critique.

La partie de la pièce où la plus grande différence de qualité d'impression est la surface inférieure qui entre en contact avec le support. Les amateurs d'impression 3D sont bien conscients que le support gâche la surface qui entre en contact avec lui, il est donc conseillé de minimiser son nombre (voir l'article « 10 règles de préparation d'un modèle pour l'impression 3D »).

Ainsi, une imprimante amateur prend en charge le même matériau à partir duquel la pièce elle-même est fabriquée, avec toutes les conséquences qui en découlent: beaucoup de bavures et de zones inégales qui restent à la surface. Dans l'imprimante professionnelle Stratasys Fortus 380 MC, le support est constitué d'un matériau dégradable distinct. Il est dissous dans une solution saline spéciale et simplement lavé. Ici, nous voyons une grande différence dans la qualité du produit.





Quelle que soit la qualité de l'impression elle-même, c'est la méthode d'élimination chimique du support en un autre matériau qui offre la meilleure qualité sur des parties individuelles de la surface de la pièce.

La pièce provenant d'une imprimante amateur, apparemment, doit être soigneusement poncée pour obtenir la même qualité dans ces domaines. Ou faites une petite mise à niveau. Pour une imprimante 3D Lulzbot Taz 5, pour environ 500 $, vous pouvez acheter une tête d'impression, qui est également capable d'imprimer un support à partir d'un matériau soluble. Quinze cents dollars - bien sûr, un montant considérable, mais cela ne peut toujours pas être comparé à 200 000 $ pour une voiture Stratasys professionnelle.

Et sur la partie "amateur", l'ingénieur a découvert un défaut qui n'est pas disponible sur l'imprimante industrielle. Des fragments individuels de la pièce ne collaient pas normalement: la ligne horizontale entre eux est visible sur la photo.





Malgré cela, les deux parties peuvent normalement remplir leur fonction, c'est-à-dire qu'elles peuvent être utilisées pour poser des boucles dans la fabrication d'équipements électroniques.

Bien sûr, si vous regardez des photographies de fragments individuels, la différence de qualité est évidente et quelqu'un peut dire qu'une imprimante professionnelle imprime beaucoup mieux. Mais dans la pratique, ce n'est pas une différence si importante, explique Mike Skipschak.

Il est probable qu'un artisan plus expérimenté pourrait imprimer la même pièce de bien meilleure qualité que Mike .

Oui, il admet lui-même que si vous modifiez légèrement les paramètres d'impression et appliquez quelques astuces, il pourrait obtenir une meilleure qualité de produit et éliminer les défauts qui sont apparus. Autrement dit, là encore, beaucoup dépend non seulement de l'imprimante, mais des mains égales et de l'expérience du maître qui imprime la pièce. Cette compétence vient avec l'expérience.

Bien qu'il n'ait pas réussi dans les détails, Mike souligne que dans le travail réel, les deux parties sont complètement identiques, c'est-à-dire qu'il ne se soucie pas de celle à utiliser avec les câbles électroniques. Ainsi, les deux imprimantes ont parfaitement rempli leur tâche et sont excellentes pour une utilisation dans le travail, c'est-à-dire pour la fabrication de pièces d'origine. S'il n'y a pas beaucoup de différence, il est difficile de trouver une excuse pour acheter une imprimante, qui est environ 90,9 fois plus chère.

Désormais, l'ingénieur prévoit d'effectuer plusieurs tests comparatifs supplémentaires sur une machine à mesurer tridimensionnelle et de vérifier la précision d'exécution géométrique des deux pièces. On soupçonne que c'est dans ce test qu'une imprimante industrielle montrera pourquoi elle est si chère.

En général, même à partir de cette expérience, nous pouvons conclure que les imprimantes "amateurs" ne sont pas si loin derrière en termes de qualité d'impression des machines industrielles professionnelles, cent fois plus chères. Tout dépend de l'expérience et des compétences de l'ingénieur, qui sait comment imprimer au mieux une pièce particulière, comment éviter les défauts les plus probables.

Source: https://habr.com/ru/post/fr396043/