Impact de la vitesse d'extrusion sur la régularité de la sortie dans les grandes imprimantes 3D

L'une des clés pour produire des impressions de haute qualité constantes avec une imprimante grand format est la suivante : pour être correctement calibrée et parfaitement équilibrée, l'axe Z doit être absolument parfait. Une première couche incohérente, des lignes de couche visibles, une adhérence limite, des décalages, et, dans le pire des cas, un échec total de l'impression surviennent en réaction en chaîne à un mauvais alignement ici. Le fait que ces machines soient gigantesques amplifie même les plus petites erreurs de calibration, rendant donc indispensable une attention extrême à la précision de l'alignement de l'axe Z. Voici donc comment l'optimiser :

Pourquoi l'étalonnage de l'axe Z est-il crucial pour les formats larges :

Erreurs amplifiées : Quelques millimètres d'inclinaison ou de blocage sont importants lorsque la hauteur de fabrication est élevée.

Contraintes structurelles : Les cadres larges ont tendance à se déformer et à se dilater sous l'effet de la chaleur, ce qui affecte l'alignement.

Défis liés à la planéité du plateau : Il est essentiel de s'assurer que la grande plateforme de fabrication soit parfaitement perpendiculaire par rapport au système de mouvement.

Systèmes à moteurs multiples/doubles : Ces systèmes, utilisés dans certaines grandes imprimantes, doivent être parfaitement synchronisés afin d'éviter tout blocage dangereux.

Outils essentiels :

Équerre de précision (ou bloc à angle droit précis), ou

Jauges d'épaisseur de bonne qualité (0,05 mm, 0,10 mm, 0,20 mm recommandés)

Comparateur avec base magnétique (fortement recommandé pour vérifier la précision)

Niveau fiable (nécessaire uniquement lors de la mise en place initiale des cadres)

Clés à molette et clés hexagonales nécessaires pour votre machine.

Guide d'étalonnage étape par étape :

1. Fondations d'abord : perpendicularité du châssis et de la traverse :

• Éteignez la machine. Assurez-vous qu'elle repose sur une surface solide et plane (le niveau n'est utilisé que pour obtenir une stabilité initiale).

• Vérifiez soigneusement à l'aide de l'équerre de précision que les éléments verticaux du châssis sont perpendiculaires à la base, des deux côtés, ainsi que vers l'avant/l'arrière et à gauche/à droite. Toutes les connexions du châssis doivent être serrées.

• Sur les machines de type portique, vérifiez que le portique de l'axe X est perpendiculaire par rapport aux rails verticaux de l'axe Z à l'avant et à l'arrière. Ajustez selon les instructions du fabricant (cela implique généralement de desserrer les accouplements ou les supports du moteur).

2. Alignement vertical des tiges Z :

• Maintenez l'équerre de précision contre chaque vis à billes ou tige de l'axe Z. Vérifiez la verticalité sur toute la longueur, en particulier en haut et en bas. Tout arc ou inclinaison important doit être corrigé.

• Secouez légèrement le support supérieur et/ou inférieur de la tige. Tapez doucement ou ajustez la tige afin qu'elle s'aligne parfaitement verticalement avec l'équerre. Resserrez soigneusement les supports pour éviter de créer une nouvelle contrainte.

3. Synchronisation des moteurs Z doubles ou multiples (si applicable) :

• Méthode manuelle (nécessite de la prudence) : Désengager les moteurs (puis éteindre l'alimentation (si possible)). Les deux accouplements de l'axe Z à l'extrémité des moteurs doivent être tournés simultanément à la main, dans la même direction, afin de relever ou d'abaisser la structure de manière symétrique. Comparez le carré à un point de référence sur la structure et le châssis pour vous assurer qu'il reste parallèle à la base pendant son déplacement.

• Méthode assistée par logiciel (méthode recommandée) : La plupart des machines équipées d'un firmware pour imprimante de grande taille disposent d'une procédure d'alignement de l'axe Z. Celle-ci consiste à envoyer brièvement du courant à chaque moteur individuellement, tout en surveillant la consommation électrique ou en détectant le blocage, afin de niveler automatiquement la structure autour du châssis. Soyez très prudent en suivant les instructions du firmware.

4. Établir la perpendicularité : axe Z par rapport à la plaque de construction :

• Initialiser l'axe Z.

• Méthode 1 (cales d'épaisseur et équerre): Positionner l'équerre de précision verticalement par rapport à la plaque de construction nettoyée. Disposer de manière à ce qu'une branche puisse atteindre la plaque et que l'autre branche soit dans la même direction que le rail/tige d'axe Z le plus proche. Insérer une cale d'épaisseur adaptée entre l'équerre et la partie d'axe Z à deux endroits, à quatre endroits. La présence d'un jeu indique un basculement. Même un léger degré d'inclinaison des supports de plaque de construction ou des supports de portique concernés. Répéter l'opération à plusieurs endroits sur la plaque.

• Méthode 2 (Pied à coulisse - Or standard) : Monter (fixer de manière permanente) la base du comparateur sur la tête imprimante ou sur le support d'outil. Placer la pointe du comparateur contre une surface verticale fixe de référence sur le châssis, mais pas sur la plaque de construction. Déplacer lentement l'axe Z vers le haut et le bas, sur une grande partie de son déplacement (par exemple 200 mm). L'indication du comparateur ne doit pas s'écarter beaucoup (devrait être < 0,05 mm sur le déplacement). Une grande déviation implique que le mouvement selon l'axe Z n'est pas vraiment perpendiculaire, et une correction du châssis ou des tiges est nécessaire. Répéter l'opération pour tout autre point de référence critique.

5. Ajustement du nivellement de la plaque de construction (Tramming) :

• Il est important de noter que ce processus laisse déjà le mouvement de votre axe Z perpendiculaire au châssis.

• Éteindre le chauffage du lit et de l'extrudeuse et les ramener à des températures normales d'impression. Sur les grands lits, l'expansion thermique est importante.

• L'axe Z à zéro.

• Activation/désactivation des moteurs pas à pas.

• Une fois manuellement à zéro, positionner la tête d'impression manuellement dans chaque coin du lit et au centre du lit.

• Insérez l'épaisseur entre la buse et le plateau à chaque point. Effectuez des ajustements fins en travaillant sur chaque vis de coin du plateau afin d'éprouver la même résistance légère sur l'épaisseur à chaque position. La répétition est effectuée plusieurs fois car les ajustements d'un coin provoquent des changements sur les autres coins. Un contrôle au centre indiquera si le plateau lui-même est déformé.

6. Contrôles finaux & Impression test :

Trouvez une nouvelle place pour la machine.

Effectuez un grand test d'impression en une seule couche (par exemple, un rectangle fin couvrant la majeure partie du plateau). Vérifiez l'extrusion de la première couche :

Aplatissement uniforme : Les lignes doivent avoir la même largeur et la même hauteur sur l'ensemble du plateau.

Adhésion : Doit être ferme avec une adhésion uniforme sur tout le pourtour.

Pas de raclage : La buse ne doit pas labourer le plateau.

Pas de trous : Une ligne doit se fondre dans la suivante sans présenter d'espaces.

Ajustez finement le nivellement du plateau en fonction des résultats de l'impression test.

L'entretien est essentiel :

Il existe des imprimantes au format plus grand, qui sont davantage sollicitées. Portez une attention régulière à l'alignement de l'axe Z, car les dérives sont provoquées par les vibrations, les variations de température et l'usure. Voici quelques vérifications à intégrer à votre processus de maintenance préventive, particulièrement avant des impressions importantes.

Conclusion :

L'impression 3D grand format réussie repose sur un alignement précis de l'axe Z. Plus minutieux encore lorsqu'il s'agit d'une application à plus grande échelle, ce processus repose sur quelques principes fondamentaux : la perpendicularité de la structure, la vérification du mouvement à angle droit, et le nivellement complet du plateau. Prendre le temps d'apprendre ce calibrage permet d'éliminer une cause importante d'échecs d'impression et de libérer tout le potentiel de votre machine pour imprimer de manière fiable de belles pièces à grande échelle. Ne laissez jamais les défauts de l'axe Z limiter vos perspectives !