Le prototypage rapide en mécanique

L'extrusion de filament, plus connue sous l'acronyme FDM (Fused Deposition Modeling), a vu le jour il y a une trentaine d'années grâce à S. Scott Crump, cofondateur de la société Stratasys.

FDM est une marque déposée par Stratasys, c'est pourquoi d'autres appellations sont été créées par des entreprises concurrentes. C'est notamment le cas du FFF (Fused Filament Fabrication), utilisé dans la communauté RepRap sous licence libre.

Il s'agit du procédé utilisé par une écrasante majorité d'imprimantes 3D dites personnelles. Son principe de fonctionnement est simple : un matériau, souvent présenté sous forme de bobine, passe à travers une buse d'extrusion chauffée entre 170 et 260°C selon la nature du matériau ou de l'environnement de travail. Le matériau fond et est déposé couche par couche par une buse effectuant des translations selon 2 axes sur un support chauffé ou adhérant. La finesse des couches varie en fonction du matériel et des réglages : 0,02 mm étant souvent la valeur la plus utilisée pour son bon ratio qualité/temps de réalisation/coût. Une fois qu'une couche est terminée, le plateau d'impression descend ou la tête d'impression remonte pour produire la couche suivante, et ainsi de suite.

Le plateau d'impression peut être chauffé pour pallier la déformation due au choc thermique subi par le plastique, en effet, celui-ci passe de plus de 200°C à la température ambiante quasi instantanément. On peut également trouver des imprimantes FDM dotées de 2 buses d'extrusion. Cela permet entre autres d'imprimer un objet dans deux couleurs différentes ou deux matériaux différents : par exemple pour déposer du support soluble à l'eau en complément de la matière de la pièce.

En plus d'être très abordable, facile d'accès, relativement propre, en comparaison aux autres procédés, le FDM permet d'utiliser une grande variété de matériaux et de couleurs.

Il existe des imprimantes 3D FDM professionnelles qui peuvent produire des pièces plus résistances mécaniquement en insérant des fibres de carbone, de verre, ou d'aramide dans le matériau lors de l'impression. C'est le cas des imprimantes Markforged.

Le stylo 3D est avant un outil de retouche ou de création artistique. C'est un outil adapté aux enfants comme aux adultes. La pointe du stylo contient une buse qui permet de faire fondre et d'extruder du plastique par une motorisation intégrée. L'admission de fil se trouve à l'arrière du stylo.

Les avantages sont :

• utile pour retoucher des défauts d'impression ou pour réaliser des premiers concepts sans passer par la modélisation 3D,
• permet de recycler les chute de filaments (les fins de bobine notamment).

L'inconvénient de ce produit est qu'il est un outil d'artisanat et non un moyen de production.