Choisir le diamètre de buse dont on a besoin

La buse (appelée aussi gicleur) sert à calibrer le flux de matière déposé lors de l'impression. Son diamètre est à dimensionner en fonction des travaux à effectuer. 

Un petit diamètre permettra d'obtenir des détails plus fins comme le montre l’exemple suivant.

Pour le modèle Eiffel Tower dimensionnée à 200mm de haut, on constate sur la vue de gauche, qu'avec une buse de 0,4mm certaines structures ne peuvent pas être générées, alors qu'avec une buse de 0,3mm (à droite) il n’y a pas de problème.

Par contre, plus le diamètre est petit, et plus le nombre de passages nécessaires au remplissage d’une couche est long.

Ce diamètre limite aussi l’épaisseur des couches que vous pouvez réaliser. La matière extrudée au travers d'une buse cylindrique devient plate une fois déposée à condition que la couche soit limitée en hauteur. Un minimum de partie plate est nécessaire à l’adhérence des couches. À partir d’une certaine hauteur par rapport au diamètre extrudé, la partie en contact est trop faible pour une bonne cohésion de l’ensemble. On considère que l’épaisseur maximum d’une couche ne doit pas dépasser 0,8 fois le diamètre de la buse. À volume égal, la largeur de la matière une fois déposée est plus large d’approximativement 20%. Par exemple pour une buse de 0,4mm la hauteur de couche maxi est de 0,32mm et la largeur, quelle que soit la hauteur de couche, est de 0,48mm car le débit est modulé par le logiciel de tranchage. Il est donc important de ne pas choisir une buse trop petite par rapport à la qualité désirée, au risque de voir les temps d’impressions augmenter considérablement. Prenez aussi en compte qu’à cause de cette limite de hauteur imposée par la buse, l’adhérence de la première couche sera impactée.

Un plateau n’est jamais parfaitement plat par rapport aux déplacements de la tête. Il est donc important, dans la mesure du possible, de choisir une buse qui vous permet une hauteur de couche supérieure aux défauts de planéité. Dans le cas contraire, vous devrez créer un "raft" (radeau) une sorte de grillage sur lequel sera déposée votre pièce. Celui-ci est généré avec un flux de matière volontairement excessif pour compenser les écarts. On peut dans certains cas augmenter légèrement le flux de matière pour jouer sur ces limites, mais en règle générale mieux vaut ne pas y toucher si votre imprimante est bien calibrée, car vous dégraderiez les dimensions et l’aspect de vos pièces.

 

Le diamètre de la buse influence aussi la valeur des angles que vous pouvez réaliser sans support. En effet, pour un angle donné, plus l’extrusion est large par rapport à la hauteur de couche, et plus celle-ci chevauchera la couche précédente, ce qui améliore l’adhésion de l’ensemble en limitant la partie dans le vide.

Ce croquis représente l’empilage des coulées pour réaliser un angle de 50°. Elle simule le dépôt d’une buse de Ø 0,3mm avec une couche de 0,25mm (la limite pour ce diamètre).

Celui-ci représente l’empilage pour le même angle de 50° et la même hauteur de couche, mais cette fois avec une buse de Ø 0,5mm.

On constate qu’avec la buse de Ø 0,5 l’assise de chaque couche représente à peu près les 2/3 de la surface de contact, ce qui permet une bonne stabilité du dépôt.
En ce qui concerne la buse de Ø 0,3, la surface d’appuis est réduite à 1/3, ce qui ne permet pas de maintenir le dépôt.

 

Nota: pour facilité l’accroche du dépôt en surplomb, il est préférable de régler le paramètre de remplissage sur: «de l’intérieur vers l’extérieur», car cela permet à la ligne en porte à faux de s’accrocher à la précédente par le coté grâce au chevauchement. Celui-ci doit être d'environ 20%.

 

Un bon compromis entre précision et rapidité se situe généralement entre 0,3mm à 0,5mm pour la plupart des pièces courantes. Pour les imprimantes à doubles têtes, avoir des buses aux diamètres différents peut permettre d'étendre la plage des possibilités.

 

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Concernant le choix de la matière de la buse, il est préférable d’utiliser un alliage de cuivre comme le laiton, pour ses caractéristiques thermiques. Les buses en acier trempé ou en inox propagent moins bien la chaleur, et ne sont donc à utiliser que pour les matériaux abrasifs (pour limiter l’usure du diamètre) ou pour les matières pouvant réagir avec le cuivre et ses additifs.



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