Imprimantes 3D à deux têtes d’impression : Voici en quoi les extrudeuses doubles diffèrent

Même avec les imprimantes 3D modernes, les porte-à-faux parfaits, les ponts et les structures en filigrane sont difficiles à mettre en œuvre. Une structure de support sous le modèle d’impression réel est utile, mais le décoller laisse des dommages inesthétiques. Une structure de support soluble dans l’eau peut aider. Pour les imprimer, cependant, vous avez besoin d’une imprimante 3D avec deux extrudeuses. Il en va de même pour quiconque souhaite imprimer en deux couleurs.

L’impression 3D est la technologie pionnière lorsqu’il s’agit de composants complexes ou de constructions filigranes. Cela est possible car les imprimantes 3D fonctionnent de manière additive, contrairement aux systèmes de fabrication de moules conventionnels. Alors que les fraiseuses CNC enlèvent de la matière et que leur forme est liée aux systèmes 5 axes et à la longueur des forets, les imprimantes 3D sont plus libres dans leurs options. Vous appliquez d’abord la couche inférieure et progressez couche par couche. Les imprimantes 3D peuvent facilement construire des structures complexes avec des contre-dépouilles et des ouvertures. Mais si une partie du modèle ne part que du milieu, présente de forts porte-à-faux ou de longs ponts, une solution de contournement doit également être utilisée en impression 3D.

Les petits assistants sont appelés structures de soutien. Ce sont des structures de support, à peu près comparables à des stands de salon ou à des échafaudages. Ils maintiennent, soutiennent et stabilisent là où la construction du modèle manque de support. Ces structures sont imprimées sur une imprimante 3D standard en utilisant le même filament que le modèle 3D réel. Une fois l’impression terminée, les structures de support peuvent être détachées grâce à la distance minimale entre le support et le modèle – du moins en théorie. Selon l’angle, la distance et le type de filament, cela fonctionne parfois très facilement avec juste une forte secousse ou c’est à peine possible. Si la distance est trop petite, les structures de support ne peuvent être détachées du modèle que difficilement ou pas du tout. Cela signifie qu’un détachement facile peut rapidement se transformer en heures de déroulement, de grignotage et de classement. Avec un peu de malchance, l’impression proprement dite sera abîmée ou des traces disgracieuses du support resteront dessus. Si la distance est trop grande, la couche inférieure de filament s’affaisse trop. Les dessous des structures de support sont généralement imprimés moins proprement que le reste. Même lorsqu’il s’agit de travailler avec deux couleurs différentes, vous n’irez pas plus loin avec l’extrudeuse standard.

C’est là que les extrudeuses doubles entrent en jeu, elles disposent de deux unités de traitement indépendantes qui peuvent être équipées de filaments différents. Les deux têtes d’impression se composent chacune d’une extrudeuse et d’une hotend. Il existe maintenant d’innombrables variantes de construction différentes pour l’impression double ou l’impression multiple. Techstage présente ici les trois variantes les plus importantes.

Avec l’extrudeuse double, les deux unités de traitement de filaments sont couplées. Les deux têtes d’impression forment une unité et se déplacent ensemble. La double tête d’impression fusionnée est contrôlée par la même mécanique de mouvement. Pour que les buses ne gênent pas, la tête d’impression actuellement inutile est relevée de quelques millimètres et la température de la buse de secours est abaissée. Par défaut, 150° Celsius suffisent ici pour qu’aucun filament ne puisse s’infiltrer. En plus du temps de commutation lors du changement de filament, cette goutte est le gros point de friction dans le traitement du double filament. Nous reviendrons plus en détail à ce sujet plus tard.

Des exemples d’extrudeuse double sont le Qidi Tech i-fast (rapport de test) et le Qidi X-Pro (rapport de test). Incidemment, la plupart des extrudeuses doubles basculent mécaniquement entre les têtes d’impression. Pour ce faire, la tête d’impression entière se déplace vers la gauche ou la droite aussi loin que possible et enfonce un levier sur la tête d’impression. Ce levier soulève ou abaisse ensuite la tête d’impression.

IDEX signifie Independent Dual Extruder. Les extrudeuses doubles indépendantes partagent également la plupart des mécanismes de mouvement, à l’exception de l’axe ×. Cependant, chacune des deux têtes d’impression séparées possède son propre moteur × et sa propre courroie crantée. Deux systèmes indépendants fonctionnent sur l’axe ×, qui ne partagent que l’axe y et le lit d’impression. Contrairement à la simple double extrudeuse, une imprimante 3D IDEX peut imprimer le même modèle deux fois en même temps ou le refléter en plus.

Un autre avantage sous-estimé de ces imprimantes est le temps d’attente plus court lors du changement des têtes d’impression. De plus, l’image imprimée est globalement plus précise dans la pratique, puisque l’extrudeuse de secours se déplace vers le bord de la zone d’impression dans l’ordre des mots, évitant ainsi la contamination par le filament suintant.

Les systèmes multi-impression sont soit conçus sur mesure pour un modèle d’imprimante spécifique, soit open source pour tous les modèles. Des exemples en sont l’AMS pour les imprimantes Bambu Lab ou le MCU pour les imprimantes 3D Prusa. La société Mosaic, par exemple, propose un système multi-impression ouvert. Avant le processus d’impression proprement dit, il coupe les filaments requis en morceaux, puis les soude ensemble en un brin. Avec cette solution, une seule extrudeuse peut également imprimer en plusieurs couleurs. Cependant, il s’agit d’une solution à faire soi-même, sur laquelle nous n’entrerons pas plus loin.

Si vous souhaitez acheter votre première extrudeuse double, vous devez connaître les particularités des extrudeuses doubles ou des imprimantes 3D IDEX. Étant donné que les appareils ne sont pas exactement bon marché, nous proposons un petit guide indiquant quel système convient le mieux à qui. À notre avis, une imprimante 3D IDEX présente des avantages évidents par rapport à la double extrudeuse, c’est pourquoi le prix supplémentaire en vaut la peine :

Mais passons maintenant aux imprimantes à double extrudeuse que nous avons déjà testées ou que nous testons actuellement. Dans l’aperçu des données techniques et le tableau des prix, nous avons également inclus les appareils que nous avons au moins demandés.

La Snapmaker J1 est actuellement la plus ultra parmi les imprimantes 3D IDEX. Le fabricant est connu sur la scène de l’impression 3D pour ses composants de haute qualité et sa fabrication précise. L’imprimante peut enregistrer une zone d’impression maximale de 300 × 200 × 200 mm. La température maximale des buses des deux buses est de 300 degrés. Le lit d’impression enduit de PEI le fait à 100 degrés. En raison de la chambre de pression fermée, l’imprimante IDEX est le premier choix pour les pièces fonctionnelles soumises à des charges mécaniques élevées. Le modèle peut gérer tous les filaments du PLA à l’ABS-PC et au Nylon.

Le fabricant Sovol, par exemple, produit une imprimante IDEX agréablement bon marché. Sovol obtient la plupart de ses composants auprès du conglomérat Creality, mais possède également ses propres installations de production. Le Sovol SV04 a un très bon rapport qualité-prix. La structure cartésienne avec le lit d’impression mobile ne permet pas des mouvements trop rapides par rapport à une imprimante xy core. Mais le S04 offre un très grand espace d’impression de 300 × 300 × 400 mm. En plus du Snapmaker J1, c’est le seul modèle qui dispose d’un système de mesure automatique pour le lit d’impression. L’imprimante est équipée de tout ce qu’offre une imprimante 3D normale. Ceux-ci incluent une carte mère silencieuse, un capteur de filament, une plaque d’impression PEI flexible et un guide à double axe Z. Avec les températures, les buses d’impression gèrent jusqu’à 260 degrés et le lit d’impression 100 degrés.

La Flashforge Creator Pro 2 est également une imprimante IDEX. Avec 200 x 148 x 150 mm, l’imprimante a le plus petit espace d’installation des imprimantes 3D présentées ici. Les buses peuvent être chauffées jusqu’à 240 degrés et le lit d’impression jusqu’à 120 degrés. Le modèle vient d’arriver à la rédaction et sera examiné de plus près lors d’un test pratique au cours des prochaines semaines. Cependant, le poids mort d’environ 21 kg promet déjà un contrepoids décent aux mouvements rapides de la tête d’impression.

Le Qidi i-fast est le géant parmi les imprimantes à double extrudeuse. Les deux extrudeuses partagent ici une tête d’impression. L’imprimante se distingue principalement par le grand volume d’impression et les températures d’impression maximales. L’espace d’installation mesure un énorme 330 × 250 × 320 mm. Les buses créent jusqu’à 350 degrés et le lit d’impression à 120 degrés. De plus, l’i-fast dispose d’un radiateur d’installation supplémentaire. C’est ainsi qu’il l’amène à une température pouvant atteindre 65 degrés à l’intérieur de la chambre de pression. La chambre de pression fermée et les limites de température supérieures élevées permettent une variété de filaments allant du PLA au nylon exigeant PA6/P12 et ABS-PC.

Le Qidi X-Pro (rapport de test), que nous avons testé en 2021, est nettement moins cher, mais aussi plus petit et moins bien équipé. Malheureusement, l’appareil ne peut actuellement être trouvé qu’avec de la chance, car il n’est plus produit.

Comme c’est souvent le cas, les coûts d’acquisition sont liés à la convivialité, à la variété des matériaux et à la taille de l’espace d’installation. À environ 500 euros, même l’imprimante IDEX la moins chère est plus de deux fois plus chère qu’une imprimante FDM conventionnelle avec une seule extrudeuse. Dans la catégorie meilleur budget, la préférence pour le noyau XY ou la structure cartésienne classique par rapport à la vitesse d’impression est le principal facteur décisif. Si vous ne vous souciez pas, vous obtenez avec le Sovol SV04 une imprimante avec de nombreux extras et un grand espace d’installation. Le S04 fonctionne très bien avec des filaments comme le PLA, le TPU et le PETG.

Dans la gamme de prix supérieure, la décision d’achat est plus difficile, Snap Maker J1 et Qidi je-rapide les deux atteignent des températures très élevées et l’i-fast offre également un chauffage de la chambre de pression. Ici, vous devez choisir entre la qualité d’impression/facilité d’utilisation et la taille de l’espace de construction – l’i-fast offre un espace d’impression beaucoup plus grand. En revanche, le J1 dispose de tout un répertoire d’outils de calibrage automatique et offre une qualité d’impression plus rapide et supérieure en double impression. Et même sans chauffage de la chambre de pression, le J1 atteint une température intérieure de près de 50 degrés. Le J1 est donc notre premier choix lorsqu’il s’agit de traiter des filaments à haute température pour un double fonctionnement. Il offre la plus grande facilité d’utilisation et fonctionne plus précisément que les extrudeuses doubles classiques grâce aux têtes d’impression indépendantes.