Les impressions 3D qui nécessitent durabilité, résistance à la chaleur et polyvalence utilisent souvent du filament ABS, car il fonctionne à merveille pour tout, des prototypes à certains composants industriels. Malheureusement, l'ABS est réputé pour être extrêmement difficile à imprimer, principalement en raison de sa propension à se déformer et à se fissurer. Une solution ABS pour ce genre de problème serait d'utiliser une imprimante 3D avec un boîtier, permettant de contrôler la température tout au long du processus. Mais que faire si vous n'en possédez pas ? Peut-on toujours obtenir des impressions réussies avec l'ABS ? Cet article examine ces questions et offre des conseils utiles à ceux qui cherchent à imprimer de l'ABS sans boîtier. Continuez à lire pour en savoir plus sur les optimisations qui peuvent être utilisées afin d'obtenir les meilleurs résultats dans des conditions défavorables.
Qu’est-ce que le filament ABS et ses utilisations dans l’impression 3D ?
Connaître l'acrylonitrile butadiène styrène
En raison de sa solidité, de sa résistance aux chocs et à la chaleur, l'acrylnitrile butadiène styrène (ABS) est devenu l'un des polymères thermoplastiques les plus fréquemment utilisés dans l'impression 3D. Le plastique ABS combine trois composants : l'acrylonitrile (qui offre une résistance chimique), le butadiène (qui apporte de la ténacité) et le styrène (qui apporte de la rigidité). Ces trois composants permettent à l'ABS d'être extrêmement polyvalent et solide. L'ABS est largement utilisé dans les secteurs de l'automobile, de l'électronique grand public et même du prototypage en raison de sa capacité à supporter les contraintes et les dommages pendant de longues périodes. La fabrication de filaments fondus est principalement utilisée pour les pièces qui nécessitent une résistance mécanique ou une résistance thermique élevée, et l'ABS est le mieux adapté à ces applications.
Pourquoi choisir l'ABS plutôt que le PLA et le PETG ?
En raison de son utilisation intensive, l'ABS est devenu le polymère thermoplastique le plus courant dans l'impression 3D et le traitement thermodynamique. Ses principales applications sont les boîtiers actifs et passifs des systèmes embarqués, les pièces structurelles de niveau faible à moyen et même comme aides au prototypage. Contrairement au PLA, qui ne parvient pas à atteindre la meilleure résistance à la température, l'ABS a surpassé ses concurrents grâce à sa résistance à la chaleur nettement supérieure. Bien que le PETG associé à d'autres polymères puisse offrir une certaine résistance aux chocs, ils ne se rapprochent même pas du niveau fourni par l'ABS. Même en post-traitement, où le ponçage, l'usinage ou la peinture sont nécessaires, l'ABS est plus facile à manipuler que ses concurrents. Cette caractéristique particulière explique pourquoi l'ABS est choisi par rapport aux autres dans les cas fonctionnels et industriels.
Les utilisations et les avantages de l'ABS par rapport à l'impression 3D et ses technologies
L'ABS (acrylonitrile butadiène styrène) présente des avantages spécifiques dans l'impression 3D en raison de sa nature solide, flexible et facilement modifiable. Il est idéal pour créer des prototypes fonctionnels car il est capable d'absorber les impacts tout en résistant à des forces mécaniques importantes. Son utilisation s'étend à l'ensemble des industries de l'automobile, de l'aérospatiale et des biens de consommation, qui nécessitent toutes d'excellentes propriétés matérielles. De plus, il est utilisé dans des applications telles que les boîtiers ou les poignées d'outils en raison de sa capacité à résister à la chaleur. Ses fonctionnalités de post-traitement améliorent sa facilité d'utilisation, lui permettant de poncer, de percer ou même de peindre pour des finitions professionnelles.
Comment imprimer efficacement de l'ABS en 3D sans boîtier ?
Comment résoudre les problèmes de déformation et d'adhérence
Obtenir des contours ou des courbes en impression 3D ABS de manière séquentielle sans fermer l'imprimante ou la laisser tourner au ralenti pendant la préparation de l'espace de travail est un peu fastidieux, mais peut être réalisé en se concentrant sur les paramètres ; atteindre l'extrusion et la température de la tête d'impression selon ce qui a déjà été mis en évidence dans les sections précédentes avec les spécifications suivantes :
Préparation de la surface de travail : Nettoyez et lissez correctement les surfaces du lit de travail et réglez-le en mode de chauffage entre 90 et 110 degrés Celsius tout en recouvrant le lit d'un bâton de colle, d'une feuille PEI ou en introduisant une méthode plus avancée en appliquant un jet d'air.
- Configuration de la première couche : Essayez de diminuer la vitesse exercée par le capuchon de l'imprimante pendant les premières étapes des étapes de 20 à 30 mm/s tout en augmentant la hauteur de couche, évitant ainsi les obstacles entre le filament et le lit.
- Paramètres du filament : Il est également possible de modifier les températures de l'extrudeuse thermoplastique dans une plage de 230 à 260 degrés Celsius. Assurez-vous que le filament est sec pour une meilleure consistance et que les réglages de l'extrudeuse correspondent aux spécifications du matériau ABS spécifique.
- Bords et radeaux : améliorez la hauteur des impressions englobées pour rehausser les stabilisations et lisser le centre de l'impression encapsulée pour éviter de soulever les coins et améliorer l'adhérence.
En suivant ces techniques, les bords émoussés et le décalage pour conserver les angles appropriés peuvent être déchiquetés en un rien de temps. Les supports ciblés ne sont pas une condition préalable lorsque les paramètres fermés ne sont pas activés.
Améliorer la qualité d'impression à partir des paramètres d'impression
Lorsque vous vous concentrez sur le paramètre ABS des paramètres d'impression, assurez-vous que la qualité et la fiabilité de l'impression sont équilibrées, en particulier lors de l'impression de composants difficiles du modèle.
- Hauteur de couche et vitesse d'impression : Des résultats impeccables dans les impressions standard sont possibles avec une hauteur de couche réglée entre 0.1 et 0.2 mm. Une qualité équilibrée avec une vitesse d'impression modérée est obtenue avec une vitesse d'impression réglée entre 40 et 60 mm/s.
- Multiplicateur d'extrusion : Le multiplicateur d'extrusion peut être modifié pour calibrer le flux de matière en fonction de besoins particuliers. Le multiplicateur d'extrusion 1.0 suffit généralement à la plupart des filaments ABS, mais d'autres ajustements doivent être effectués en fonction des propriétés du filament.
- Paramètres de refroidissement : La désactivation ou la réduction du ventilateur de refroidissement pendant l'impression est essentielle en raison de la chaleur constante nécessaire à l'ABS pour éviter la séparation et la déformation des couches.
- Rétraction: Les paramètres de distances et de rythme de vissage peuvent être calibrés pour contrer le cordage, avec une hauteur et un rythme réglés respectivement sur 1 à 3 mm et 20 à 40 mm/s pour l'ABS.
Des ajustements minutieux des facteurs ci-dessus sont essentiels pour obtenir la meilleure qualité d'une imprimante ABS en termes de finition de surface, l'adhérence des couches et d'autres problèmes d'impression courants.
Garantir l'adhérence et la résistance des couches
Pour garantir une bonne adhérence des couches et la durabilité de l'impression, maintenez l'environnement ainsi que la température de la chambre stables lors de l'utilisation de l'ABS. Réglez la température de la buse sur une plage de 220 à 250 degrés Celsius, qui est la plage recommandée par le fournisseur de filaments. Assurez-vous également que la température du lit est comprise entre 90 et 110 degrés Celsius pour améliorer l'adhérence à la surface de construction et au plastique ABS. Utilisez principalement un adhésif comme la boue ABS ou appliquez de préférence une surface d'impression spécialisée afin que les résultats puissent être obtenus facilement. Enfin, assurez-vous d'obtenir une extrusion uniforme en maintenant le système d'alimentation en bon état de fonctionnement et en effectuant des tests d'étalonnage fréquents.
Quelle température d’impression convient le mieux au filament ABS ?
Réglage de la température de l'extrudeuse appropriée
La température de l'extrudeuse pour le filament ABS nécessite une cuisson entre 220 et 250 degrés Celsius. Cette plage de température permet une fusion et une extrusion correctes du filament sans perte de résistance excessive, tout en minimisant les problèmes de sous-extrusion. Vérifiez toujours le réglage recommandé par le fournisseur de filament pour garantir l'exactitude. Sinon, certaines formulations d'ABS peuvent différer légèrement. Commencez par imprimer un pré-test à la température d'impression de 220 degrés, et augmentez lentement si cela est jugé nécessaire par la qualité de l'impression et l'adhérence des couches.
Importance de la température du lit dans l'impression ABS
Il est important de choisir la bonne température du lit pour l'impression ABS. Cela permet également d'éviter toute déformation et d'assurer une bonne adhérence. La température initiale recommandée pour la plateforme de fabrication de l'ABS se situe généralement entre 90 et 110 degrés Celsius, selon la formulation du filament utilisé. Le préchauffage du lit d'impression à cette température permet de régler l'état du matériau à une limite inférieure de confort, empêchant ainsi l'accumulation d'air froid qui provoquerait un refroidissement trop rapide des couches imprimées. De plus, cela réduit le refroidissement rapide des couches rétrécies et augmente la qualité de l'impression. Pour une meilleure efficacité, utilisez un lit chauffant pour l'ABS, recouvert de feuilles de PEI ou de solutions adhésives pour une meilleure adhérence et des performances d'impression supérieures.
Comment un environnement sans enceinte peut-il maintenir la qualité d’impression ?
Utilisation optimale des ventilateurs de refroidissement
Tout utilisateur d'ABS sait que les ventilateurs de refroidissement sont totalement contre-indiqués, car ils risquent de ruiner complètement les impressions. Néanmoins, les ventilateurs peuvent être utilisés dans certaines situations pour préserver la qualité d'impression. Une utilisation excessive entraîne un refroidissement rapide qui augmente les risques de séparation entre les couches ou de déformation. Si un refroidissement est nécessaire, orientez ou réglez la vitesse du ventilateur sur un faible pourcentage (par exemple 20 à 30 %). De plus, orientez le flux d'air loin de l'impression pour réduire le refroidissement inégal. Les ventilateurs ne doivent également être utilisés qu'après l'impression des premières couches pour garantir une adhérence adéquate du lit. Fermer. Le réglage correct des ventilateurs garantit que la stabilité structurelle de l'impression n'est pas compromise.
Amélioration de l'adhérence lors de la première couche
Les liaisons adhésives entre la première couche et le modèle sont très importantes pour la réussite de l'impression et doivent être optimisées. Réglez la surface du lit d'impression de manière à ce qu'elle soit exempte de toute particule ou graisse et exempte de poussière. Lors de la préparation de l'impression, réglez les températures des lits chauffants couramment utilisés pour les matériaux ABS à des niveaux optimaux dans la plage de 90 à 110 °C. D'autres solutions de préhension comme les bâtons de colle, les adhésifs ou la boue ABS peuvent améliorer l'adhérence. Le lit doit être correctement nivelé et la hauteur des buses doit être réglée correctement, le filament étant réglé pour être fortement comprimé mais réglé pour adhérer fermement. Des vitesses plus lentes lors de l'impression de la première couche (20 à 30 mm/s) améliorent également la stabilité et l'uniformité de l'adhérence. La combinaison de tous ces facteurs crée les meilleurs résultats pour une première couche solide.
Existe-t-il d’autres moyens d’imprimer de l’ABS ?
Comment utiliser le jus ABS pour l'impression 3D
Le jus ABS est une solution adhésive fréquemment utilisée pour améliorer l'adhérence de la première couche du filament ABS au lit d'impression. Il est fabriqué en dissolvant de petits morceaux de filament ABS dans de l'acétone jusqu'à l'obtention d'un mélange de la consistance souhaitée. Lorsqu'il est utilisé sous forme de spray et appliqué sur un lit d'impression, il améliore l'adhérence de la surface, ce qui réduit le risque de déformation et de détachement pendant l'impression. processus d'impression.
Cette méthode fonctionne avec la première couche de l'impression ABS fusionnant chimiquement avec la surface traitée, permettant une base solide pour le modèle. L'impression ABS fonctionne mieux avec une température de lit d'impression de 90 à 110 degrés et le lit d'impression chauffé doit être traité pour garantir qu'il n'y a pas d'accumulation excessive. En raison de l'acétone, ces vapeurs sont dangereuses, il est donc préférable de les utiliser dans des zones ventilées. De plus, pour tirer le meilleur parti des avantages du jus ABS, l'impression Avery nécessite un entretien régulier pour garantir que la surface du lit est toujours propre. L'intégration du jus ABS dans le flux de travail de sortie réduit le risque d'échecs d'impression causés par une mauvaise adhérence de l'impression, augmentant ainsi la facilité d'utilisation du plastique ABS.
Étude des différents types de matériaux utilisés pour l'impression 3D
Dans ma recherche de différents matériaux d'impression 3D, j'évalue leurs caractéristiques distinctives. Par exemple, le PLA est très courant en raison de sa facilité d'impression et de son caractère écologique. Cependant, l'ABS est beaucoup plus durable et peut supporter des températures plus élevées, ce qui le rend idéal pour de nombreuses pièces fonctionnelles. Le PETG est un compromis entre résistance et flexibilité. Pour d'autres applications, je peux utiliser le TPU pour son élasticité, le nylon pour sa durabilité ou modifier des filaments tels que le PLA rempli de carbone ou de bois pour des apparences spéciales. Mon choix repose sur les paramètres du projet, qui peuvent inclure la résistance du matériau, sa résistance à la chaleur, sa flexibilité ou son aspect.
Foire Aux Questions (FAQ)
Q : Peut-on imprimer avec de l’ABS sans boîtier ?
R : Il est possible d'imprimer de l'ABS sans boîtier, mais cela n'est pas recommandé. En effet, le matériau est connu pour se déformer et rétrécir, ce qui s'aggrave sans boîtier. Les boîtiers fournissent un environnement stable pour l'impression et aident à maintenir une température ambiante constante, ce qui réduit ces problèmes. Cependant, si vous devez imprimer sans boîtier, assurez-vous que la zone dans laquelle vous imprimez est complètement étanche aux courants d'air et envisagez également l'utilisation d'un boîtier temporaire ou d'autres solutions de bricolage.
Q : Quels sont les problèmes courants avec l’impression 3D ABS ?
R : Les problèmes les plus courants lors de l'impression 3D avec l'ABS sont la déformation, la séparation des couches et la mauvaise adhérence du lit. Ces deux problèmes proviennent souvent de changements rapides de température et du refroidissement. Comme l'ABS rétrécit pendant le refroidissement, les pièces peuvent se décoller du lit d'impression. Ces problèmes peuvent être corrigés en plaçant l'imprimante dans une enceinte, en obtenant une meilleure adhérence du lit et en ajustant les paramètres de l'imprimante à des valeurs plus optimales.
Q : Comment augmenter l’adhérence à la surface du lit lors de l’impression avec un filament ABS ?
R : Il existe plusieurs façons d'augmenter l'adhérence du lit lors de l'utilisation de filaments ABS. Par exemple, en réglant le lit chauffant à 100-110 °C, en utilisant une pâte ABS ou d'autres adhésifs spécifiques, en s'assurant que la première couche est légèrement pressée sur le lit et en utilisant un rebord ou un radeau. De plus, en réglant l'environnement d'impression de manière à ce qu'il soit exempt de courants d'air et en garantissant une température ambiante stable, vous contribuerez à prévenir les déformations et à améliorer l'adhérence.
Q : Quels sont les avantages de choisir l’ABS comme matériau pour l’impression 3D ?
R : La principale raison pour laquelle l'ABS est largement utilisé dans l'impression 3D est ses propriétés mécaniques exceptionnelles. Il présente une forte ténacité ainsi qu'une bonne résistance aux chocs et à la chaleur. Par rapport au PLA, les pièces en ABS ont une température de transition vitreuse plus élevée, ce qui les rend particulièrement adaptées aux applications résistantes à la chaleur. Cependant, l'ABS est facile à poncer, à peindre et à coller après traitement, ce qui le rend adapté aux composants fonctionnels et esthétiques.
Q : Comment imprimer avec ABS sur une Prusa i3 ou toute autre imprimante à cadre ouvert similaire ?
R : Lorsque vous utilisez une imprimante à cadre ouvert comme la Prusa i3, pour imprimer en utilisant de l'ABS, suivez ces suggestions : utilisez un boîtier DIY comme une boîte en carton ou feuilles acryliques, assurez-vous que le lit chauffant est maintenu à 100-110°C, utilisez une pâte ABS sur la surface d'impression pour une meilleure adhérence, modifiez vos paramètres d'impression (utilisez une vitesse plus lente et définissez une température plus élevée) et enfin vérifiez qu'il n'y a pas de courant d'air dans la zone d'impression. Ces mesures ne sont pas idéales, mais elles peuvent vous permettre d'imprimer de l'ABS sans boîtier intégré.
Q : Quelle est la différence entre l’impression ABS et PLA ?
R : En ce qui concerne les propriétés des matériaux et les méthodes d’impression, l’ABS et le PLA diffèrent à plusieurs niveaux. L’ABS nécessite des températures d’impression plus élevées (220-250 °C) et un plateau chauffant, tandis que le PLA imprime à des températures plus basses (180-220 °C) et ne nécessite pas le même plateau chauffant. L’ABS est plus sujet à la déformation, il nécessite donc un boîtier pour de meilleurs résultats, tandis que le PLA peut être imprimé sans ces considérations. D’autre part, l’ABS offre de meilleures performances mécaniques et une meilleure résistance à la chaleur, tandis que le PLA est biodégradable et plus adapté aux utilisateurs novices.
Q : Comment préparer un boîtier pour l'impression 3D ABS ?
R : Après avoir décidé d’imprimer en 3D avec de l’ABS, il faut un boîtier. Bien qu’il existe différentes méthodes pour créer un boîtier à l’aide d’une grande boîte en carton, d’une vieille armoire, d’un cadre en bois avec des panneaux en acrylique ou en polycarbonate, ou même d’une tente de culture, l’aspect clé est de concevoir une zone capable de maintenir une température atmosphérique constante. De plus, assurez-vous qu’il y a une ventilation pour que la sécurité soit maintenue. Une ampoule ou un petit radiateur peuvent être utilisés pour aider à contrôler la température. De plus, certains fabricants aiment ajouter des thermomètres et des hygromètres pour suivre les conditions internes de la boîte sèche ou de l’enceinte.
Q : Comment modifier les paramètres de mon imprimante pour une impression ABS ?
R : Pour des résultats d'impression 3D idéaux avec l'ABS, ces paramètres généraux doivent être respectés de près : une température de buse de 230-250°C, une température de lit de 100-110°C, une vitesse d'impression comprise entre 30-60 mm/s et une hauteur de couche de 0.1-0.3 mm. Le ventilateur de refroidissement doit être désactivé ou réduit car il est nécessaire d'éviter un refroidissement trop rapide. Une astuce supplémentaire consiste à utiliser un rebord ou un radeau pendant l'impression pour augmenter l'adhérence. Ces aspects spécifiques peuvent être différents selon votre imprimante et votre filament, alors préparez-vous aux ajustements.
Sources de référence
1. Effet de la température variable de la buse et du motif transversal sur la résistance à la traction intercouche des échantillons ABS imprimés en 3D
- Auteurs: M. Foppiano, A. Saluja, K. Fayazbakhsh
- Journal: Mécanique expérimentale
- Date de publication: le 20 juillet, 2021
- Jeton de citation : (Foppiano et al., 2021, p. 1473-1487)
- Résumé :
- Cette étude analyse l'impact de la résistance à la traction des couches intermédiaires dans des échantillons d'ABS imprimés en 3D à différentes températures de buse et à différentes configurations de sections transversales. Les auteurs se sont particulièrement intéressés aux expériences qui ont permis d'évaluer les conditions les plus favorables à l'impression de pièces en ABS en termes de propriétés mécaniques. Les résultats suggèrent que l'adhérence des couches intermédiaires est améliorée avec des températures de buse élevées. Ceci est particulièrement important pour les pièces imprimées sans boîtier, car elles sont plus susceptibles de se déformer et de se délaminer. L'étude met en évidence certains des problèmes liés à l'ajustement des paramètres d'impression pour obtenir des performances optimales des pièces en ABS.
2. ETUDE EXPERIMENTALE ET NUMERIQUE DE L'INFLUENCE DES PARAMETRES DE FABRICATION SUR LE COMPORTEMENT INTERCOUCHE DES MATÉRIAUX D'IMPRESSION 3D AVEC ET SANS FIBRES DE RENFORCEMENT
- Auteurs: David Ranz Angulo, Jesus Cuartero Salafranca, Lorenzo Rodríguez Villacampa, Ramon Miralbes Buil, José Antonio Gomez Garcia
- Journal: DYNA
- Date de publication: 1 janvier 2023
- Jeton de citation : (Angulo et al., 2023)
- Résumé :
- Ce document met en lumière une expérience et une étude numérique sur les phénomènes causés par différents paramètres de fabrication des intercalaires pour les pièces imprimées en 3D formées d'ABS et de ses grades renforcés. Les auteurs ont construit un modèle d'éléments finis pour simuler les changements de température et de hauteur de couche et leurs effets sur les propriétés mécaniques des pièces imprimées. Les résultats suggèrent que la variation d'adhérence des intercalaires est considérable dans les pièces produites par impression sans enceinte, ce qui peut entraîner une perte de résistance et un gauchissement. Cela montre clairement les conséquences désastreuses du non-contrôle des conditions de travail de l'imprimante.
3. Analyse de la résistance à la fatigue de l'arbre en matériau ABS (acrylonitrile butadiène styrène) Résultat du processus d'impression 3D en raison de la charge de flexion rotative
- Auteurs: Wahid Abdurrahman, Muhamad Fitri
- Journal: Science des matériaux Forum
- Date de publication: 25 janvier 2022
- Jeton de citation : (Abdurrahman & Fitri, 2022, p. 137-144)
- Résumé :
- Cette recherche évalue la résistance à la fatigue des charges de flexion rotatives sur des arbres ABS imprimés en 3D. La recherche se concentre sur des spécimens imprimés à différentes densités de remplissage, en particulier 100 % et 75 %, pour mettre en lumière les méthodes d'impression efficaces. Les auteurs ont noté que, contrairement aux autres structures, les pièces en ABS sans boîtier présentaient des caractéristiques de fatigue supérieures à une densité de remplissage de 100 %. Les résultats indiquent que même s'il est possible d'imprimer de l'ABS sans boîtier, une attention particulière doit être accordée à la densité de remplissage si l'on s'attend à ce que le composant ait une résistance élevée à la fatigue.
4. Influence de la température ambiante et de la structure cristalline sur la résistance à la rupture et la production de thermoplastique par l'imprimante 3D FDM à enceinte
- Auteurs: S. Thumsorn, Wattanachai Prasong, A. Ishigami, T. Kurose, Yutaka Kobayashi, H. Ito
- Journal: Journal de la fabrication et de la transformation des matériaux
- Date de publication: 8 février 2023
- Jeton de citation : (Thumsorn et al., 2023)
- Résumé :
- Cet article analyse les effets de la température et de la cristallinité sur la ténacité à la rupture des thermoplastiques traités par dépôt de filament fondu (FDM). Les auteurs ont effectué des tests dans différentes conditions ambiantes, y compris dans des conditions non fermées, pour analyser leur influence sur les propriétés mécaniques et l'adhérence entre les couches. Les résultats ont révélé que l'absence d'enceinte d'imprimante 3D lors de l'impression d'ABS entraîne une réduction de la ténacité à la rupture en raison d'une liaison intercouche sous-optimale à des températures ambiantes plus basses. L'étude souligne la nécessité de contrôler les conditions environnementales lors de l'impression.
