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Les différents types de plateaux ou Bed en impression 3D FDM

Définition du plateau ou « bed » en impression 3D FDM

Le plateau ou « bed » est le composant d’une imprimante 3D qui va permettre l’adhésion de la matière.

En fonction du matériau utilisé et de la finition attendue, nous utiliserons le plateau adapté.
En effet, certains matériaux ne nécessitent pas de plateau chauffant, c’est-à-dire que la matière fondue peut être déposée sur un support à température ambiante.

Le matériau le plus couramment utilisé avec cette application est le PLA. Le PLA (Acide Polylactique) s’imprime sur plateau froid car ce matériau présente peu de rétractation lorsque la matière refroidie.

L’utilisation d’un plateau non chauffant reste rare car un « bed » chauffant, même s’il présente un coût supplémentaire permet tout de même une meilleure adhérence et limite les échecs d’impression.

Le choix du bon type de plateau va permettre de limiter le phénomène de warping. Le warping ou gauchissement est la rétractation du thermoplastique lors du refroidissement de la matière. Les couches supérieures vont se rétracter et vont entrainer une déformation des couches inférieures de la pièce.

Les différents types de plateaux

Plateau ou bed imprimante 3D
Les différents types de plateau d’impression 3D en FDM

La technologie FDM (Fused Deposition Modeling) d’impression 3d peut utiliser  plusieurs types de plateau (plateau en verre ou mirroir, Buildtak ou plateau flexible, plateau perforé).

Chaque type de plateau va permettre une meilleure adhésion en fonction de la matière utilisée.

La surface du plateau utilisée doit être la plus plane possible afin de limiter les déformations et les problèmes d’impression.

Un plateau “en verre” de qualité aura une surface parfaitement plane et une durée de vie importante, un plateau Buildtak ou plateau flexible aura tendance à se déformer et à se détériorer au fil des utilisations.

Le plateau “en verre” ou miroir
Plateau verre - impression 3D
Plateau verre

Ce type de plateau se présente sous la forme d’un verre lisse transparent ou alors d’un verre avec un revêtement d’accroche.

Plateau verre CREALITY - Impression 3D

Il permet d’avoir une surface d’impression parfaitement plane. Il se déforme peu et présente peu d’usure.

Un plateau avec un verre lisse va permettre d’obtenir une première couche d’impression parfaitement lisse.

Boule noel personnalisée - Impression 3D
Boule personnalisée

Concernant l’adhérence de la matière, un plateau en verre doit être parfaitement nettoyé et propre. La matière pourra alors adhérer plus efficacement sur le plateau.

L’utilisation d’un dégraissant (nettoyant pour vitre) convient mais l’opération devra être effectuée avant chaque impression. La première couche des pièces imprimées sera alors parfaitement lisse et sans tâche.

Par contre, l’utilisation d’un plateau verre non chauffant est fortement déconseillée, en effet, la matière aura du mal à adhérer au plateau.

L’utilisation d’un plateau chaud permettra une bonne adhésion de la matière et un décollement plus facile de la pièce imprimée lors du refroidissement du plateau.

Afin de conserver les avantages d’un plateau en verre et augmenter l’adhérence de la matière l’utilisation d’une solution adhésive est nécessaire.

Ce type de colle existe sous forme de spray ou de stick spécial impression 3D.

La colle DIMAFIX a été spécialement conçue pour l’utilisation sur plateau verre en impression 3D, cette colle nécessite l’utilisation d’un plateau chauffant puisque plus le plateau est chaud et plus la colle aura une adhésion importante.

La colle en spray se diffuse uniformément sur le plateau et sans épaisseur.

DIMAFIX Spray - Pro3DTech

En dessous de 30°C, la colle n’aura plus d’effet et la pièce imprimée se retire facilement.

Avec l’utilisation d’une colle (spray ou stick), un nettoyage régulier du plateau sera nécessaire afin de limiter les surépaisseurs de colles. La colle DIMAFIX se nettoie facilement facilement “à froid” avec un chiffon imbibé d’eau.

Retrouvez les détails de colle DIMAFIX dans notre article et dans notre boutique en ligne.

Le plateau Buildtak ou plateau flexible
Plateau flexible - Raise 3D

Ce type de plateau est très facile à utiliser. Il se compose généralement de 2 parties : une partie solidaire du plateau de l’imprimante 3D et une partie magnétique et souple qui vient se positionner par dessus.

Ce plateau peut être utilisé chaud ou froid, il est composé d’un revêtement spécial permettant une adhérence de la matière.

Une fois la pièce imprimée, il suffit de retirer la partie supérieure souple et de décoller facilement la pièce.

La pièce peut ainsi être décollée à a chaud sans attendre le refroidissement du plateau.

Une fois la pièce retirée, le Buildtak ou plateau flexible se réinstalle immédiatement pour une nouvelle impression.

Très facile à utiliser et suite à un certain nombre d’utilisation, le plateau flexible peut présenter des signes de déformations ou des signes d’usure, dans ce cas il suffit de le remplacer (uniquement la partie en contact avec les pièces imprimées).

En fonction de la qualité du Buildtak et de son usure, la première couche ne sera pas lisse et pourra présenter quelques défauts. 

Le plateau perforé 

Il s’agit du type de plateau utilisé pour certains modèles d’imprimantes ZORTRAX. Le plateau se compose d’un bloc intégrant le plateau perforé et les éléments chauffants.

Ce type de plateau est extrêmement efficace pour l’adhérence des pièces imprimées, il s’utilise donc avec des matériaux techniques avec un fort warping.

Afin d’obtenir une première couche de pièce avec une bonne qualité, il est nécessaire de réaliser un “Raft”.

La matière fondue de la première couche se dépose avec une épaisseur importante. Cette épaisseur de matière va lui permettre de combler les micro-trous du plateau perforé.

Ce phénomène va permettre de limiter très fortement la rétractation de la matière.

Une fois l’impression terminée, la pièce (et son raft) seront à décoller à l’aide d’une spatule.

Un nettoyage du plateau (résidus de matière) avec une spatule sera nécessaire avant chaque impression.

Conclusion :

Le type de plateau sera à définir en fonction de vos besoins d’impression. 

Pour une bonne qualité d’impression de la première couche, l’utilisation d’un plateau en verre pourrait être nécessaire.

Facile à installer, sans usure, le plateau en verre présente des avantages pour les personnes qui peuvent attendre le refroidissement du plateau entre chaque impression.

Pour une productivité plus importante, un plateau type Buildtak ou flexible permettra l’utilisation en continu de son imprimante sans devoir attendre le refroidissement du plateau.

Lors de nos essais d’impression, nous utilisons ces différents plateaux.

Cela nous permet de déterminer les meilleurs paramètres pour l’utilisation de nouveaux filaments destinés à l’impression 3D FDM.

2560 1705 Rem & Steph Pro3DTech

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    Matière classique

    Le PLA

    (ou Polylactic Acid )

    Ce polymère biodégradable est sans doute le plus populaire en impression 3D chez les particuliers car il est assez simple d’utilisation. L’impression se déroule sans difficulté (pas de problème d’adhérence, bonne liaison intercouches) et offre même la possibilité d’imprimer simplement de petits détails mais aussi des éléments en porte-à-faux grâce à un refroidissement rapide.

    Nous conseillons le PLA pour les personnes souhaitant débuter en impressions 3D mais aussi pour les projets de maquettage / prototypage ou les pièces décoratives.

    Avantages & limites

    • impact environnemental faible (grâce à sa composition)
    • sa facilité d’utilisation
    • peu de dégagement d’odeur à l’impression
    • grande variété de couleurs
    • excellents rendus visuels
    • post-traitement facile
    • sensible à la chaleur
    • peut casser car ne se déforme pas
    • peu de flexibilité

    Matière classique

    Le PETG

    (ou Polyéthylène téréphtalate)

    Matériau dérivé du PET que l’on retrouve dans de nombreux objets du quotidien (bouteilles plastiques, contenants alimentaires, cartes de crédit, emballages…). Le PETG est une matière assez proche de l’ABS sur le point de vue de la resistance. Il offre aussi un aspect brillant et une résistance à environ 80°.

    Nous vous conseillons le PETG pour les projets ayant besoin d’une certaine resistance à l’humidité ou une resistance mécanique.

    Avantages & limites

    • Résistance à la chaleur (80°)
    • Haute résistance aux produits chimiques
    • Résistance mécanique, à la traction et aux chocs
    • Personnalisable avec de la peinture acrylique
    • Transparence pour les PETG naturels
    • Bonne tenue de la colle
    • Matière recyclable
    • Limites de flexibilité
    • Meme si sont aspect est plutôt translucide, il n’offre pas de totale transparence

    Matière classique

    L’ABS

    (ou Acrylonitrile Butadiène Styrène) Un thermoplastique très résistant à base de produits pétroliers que l’on retrouve dans beaucoup de nos objets de la vie courante (de l’électroménager aux Lego).

    Nous vous conseillons l’ABS pour l’impression de pièces fonctionnelles, prototypes fonctionnels ou pièces avec des contraintes mécaniques.

    Avantages & limites

    • solide et résistant aux chocs et à la chaleur
    • ne se dégrade pas dans le temps
    • facile à post-traiter
    • rétractation du matériau
    • nécessite une impression dans une enceinte fermée

     

    Matière technique

    Les PA6 et PA6.6

    Ces thermoplastiques sont très utilisés dans le médical, l’industrie ou l’alimentaire et offrent de nombreuses possibilités.

    Nous conseillons l’utilisation du PA6 / PA6.6 pour des pièces ayant besoin d’une grande résistance aux frictions et actions mécaniques ainsi qu’une resistance à a chaleur et aux produits chimiques.

    Avantages & limites

    • Grande résistance aux chocs
    • Compatible avec l’utilisation de produits chimiques
    • Resistance aux températures élevées
    • Bonne solidité et stabilité
    • Matériaux sujet aux warpings
    • Reprise d’humidité importante
    • Ne permet pas des impressions détaillées à cause d’une cristallisation lente de la matière

    Matière technique

    Le PC

    (ou Filament Polycarbonate) Le Polycarbonate est un thermoplastique aujourd’hui très largement utilisé dans l’industrie pour sa grande resistance mécanique ainsi que pour sa transparence. Le PC est probablement le matériau le plus resistant que l’impression 3D est capable de produire.

    Nous conseillons l’utilisation du PC pour l’impression de pièces ayant besoin d’une grande resistance globale ou pour des pièces dédiées à l’industrie ou l’automobile

    Avantages & limites

    • Très grande résistance globale
    • Très haute résistance à la chaleur
    • Très haute résistance à la traction
    • Possibilité de stériliser les pièces imprimées en PC
    • Facile à poncer en post-traitement
    • pas de réelle contrainte
    • prix élevé du matériau

    Matière technique

    Le PP

    (Polypropylène) Le PP est particulièrement utilisé dans l’industrie car ce polymère thermoplastique a une grande capacité à absorber les chocs et à resister à l’usure (par exemple charnière. De plus, cette matière est semi-flexible tout en restant résistante aux contraintes mécaniques. L’autre avantage du PP est sa faible densité permettant de réduire le poids de certains composants.

    Nous conseillons le polypropylène pour les pièces ayant besoin à la fois d’une resistance globale et d’une certaine flexibilité.

    Avantages & limites

    • Compatible avec le contact de produits alimentaires
    • Indéchirable
    • Léger
    • Résistant à l’eau
    • Compatible avec l’utilisation de produits chimiques (acides et alcalins)
    • Grande résistance aux frottements
    • Très bon isolant électrique
    • Nécessite une surface d’accrochage adaptée
    • Ne permet pas des impressions détaillées à cause d’une cristallisation lente de la matière
    • Réservé aux petites pièces

    Matière technique

    Le TPE/ TPE-U

    (ou Polyuréthanes thermoplastiques) Le TPE (et TPU) est un filament allant de flexible à semi-flexible. Sa souplesse lui permet de résister à une certaine élongation. Ce thermoplastique offre beaucoup de possibilités et d’avantages mécaniques grâce à flexibilité et sa capacité à encaisser les chocs

    Nous conseillons le TPU pour les pièces soumises à des actions mécaniques, des chocs…, les pièces de protection (coques de téléphone, drone…) ou pour remplacer des pièces initialement produites en caoutchouc.

    Avantages & limites

    • Résistance à l’abrasion
    • Résistance aux chocs
    • Résistance aux graisses et matières huileuses
    • Bonne liaison inter-couches
    • Complexe à post-traiter
    • Reprise d’humidité de la matière
    • Difficile à coller
    • Filament techniques sensible aux variations thermiques à l’impression
    • Nécessite des réglages spécifiques pour éviter le phénomène de rétractation du filament

    Matière technique

    Le TPC

    (ThermoPlastic Co-polyester)

    TPC est un thermoplastique recommandé pour un usage industriel avec des contraintes de résistance électrique.
    Ce filament dispose également d’une grande capacité de flexibilité et élasticité (allongement jusqu’à 400%) 

    Nous conseillons le TPC pour … [à compléter par les pros]

    Sa composition : [à compléter par les pros]

    Avantages & limites

    • Résistance chimique 
    • Résistance aux impacts
    • Flexible et élastique (allongement jusqu’à 400%)
    • Protège des décharges électriques
    • Dureté shore : 91A
    • Filament très technique donc plus onéreux 

    Matière classique chargée

    Le PETG chargé carbone

    Ce PETG chargé carbone est utilisé dans l’industrie, l’ingénierie et meme le paramédical. Grâce à sa légèreté et sa solidité, ce matériau est par exemple utilisé pour réalisé des prothèses ou des pièces d’assemblage pour fauteuils roulants.

    Nous conseillons l’utilisation de PETG Carbone pour l’impression de pièces structurelles ou nécessitant une grande robustesse tout en restant légères.

    Avantages & limites

    • Légèreté
    • Grande résistance
    • Bon aspect esthétique
    • Post-traitement très bien supporté (ponçage)
    • Filament abrasif

    Matière classique chargée

    Le PLA chargé bois

    Ce polymère est composé d’environ 40% de fibre de bois donnant un rendu proche de celui du bois par son toucher, son aspect et voire meme son odeur.

    Nous conseillons ce PLA chargé bois pour la réalisation de pièces de décoration ou des maquettes réalistes.

    Sa composition : amidon de maïs et fibre de bois

    Avantages & limites

    • Meme propriété que le PLA
    • Différentes teintes de bois disponibles
    • Bel aspect esthétique et original
    • Filament abrasif
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