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FuseLab met son extrudeuse rotative révolutionnaire au service de l’impression 3D métal

FuseLab est une entreprise belge qui a développé un nouveau type d’extrudeuse tout à fait surprenant. Un concept d’extrusion par rotation qui pourrait véritablement faire progresser l’impression 3D FDM/FFF. Cette nouvelle approche on la doit à son fondateur Jonathan Palmaers, un ingénieur électromécanique qui à l’époque où il travaillait dans l’automobile, avait identifié le système d’entraînement des filaments comme le point faible des imprimantes 3D FFF.

Le défaut de ces dernières et qui explique en partie leurs limites en terme de vitesse d’impression, tient dans leur manière d’alimenter le bloc chauffant. Le feeder qui est la partie qui permet d’entraîner le filament d’impression jusqu’à la tête, repose le plus souvent sur 2 roues dentées d’entraînements qui chacune de leur côté viennent mordre le filament pour le pousser jusqu’à la buse d’extrusion. Lorsque ce mécanisme est soumis à des vitesses ou des forces d’extrusion plus élevées, on peut alors être confronté à des problèmes d’entraînement et de sous-extrusion du filament.

Pour résoudre cette problématique et ainsi débrider les capacités de nos imprimantes FFF actuelles, FuseLab a eu l’idée d’un nouveau mécanisme d’alimentation : une extrudeuse rotative ! Plutôt que d’utiliser des engrenages ou des roues dentées pour pousser le filament à travers la buse, ce sont plusieurs tiges filetées (3) qui tournent autour du filament. Une approche qui permet d’augmenter considérablement les points de contact, soit 12 points au total, contre 6 maximum en temps normal, et 36 points d’engagement entre le mécanisme d’entraînement de l’extrudeuse et le filament. Les trois tiges filetées sont positionnées de manière à ce que leurs dents mordent légèrement dans le filament, mais sans excès de manière à optimiser le débit d’extrusion.

« l’avantage vitesse/flux est d’au moins 50% dans la plupart des applications »

Système d'extrusion classique d'une imprimante 3D FDM

Système d’extrusion classique d’une imprimante 3D FDM (schéma adapté de Thingiverse par edurobot.ch)

extrudeuse rotative de FuseLab

Illustration de l’extrudeuse rotative de FuseLab (crédits : Vector 3D)

Cette technique est particulièrement avantageuse pour les filaments fragiles, en particulier les filaments chargés comme le métal. Leur forte teneur en poudre métallique et faible teneur en liant, les rendent en effet très cassants. Le fait d’augmenter la surface de contact avec le filament permet de minimiser les risques de rupture, sans oublier les problèmes de sous-extrusion que peut engendrer un mauvais entraînement. Interrogé par Primante3D sur le gain de vitesse de son extrudeuse rotative par apport à l’existant, Jonathan Palmaers estime que « l’avantage vitesse/flux est d’au moins 50% dans la plupart des applications. » « Nous entendons par là la vitesse à laquelle vous pouvez imprimer sans perdre en qualité. » Précise t-il.

Consciente des avantages potentiels de sa technologie pour l’impression 3D métal, la société qui avait d’abord commencé par mettre au point son extrudeuse rotative brevetée, s’est mis a développer une imprimante 3D. Appelée FL300M, celle-ci sera officiellement présentée au prochain Formnext en Allemagne. Bien que dotée d’une technologie d’extrusion particulièrement pertinente pour l’impression de filaments difficiles (métal, céramique, bois, argile…) , exceptés les filaments flexibles, cette machine peut traiter la plupart des filaments polymères standards 2,85 mm du marché.

Les autres spécifications de l’imprimante incluent un volume d’impression de 300 × 300 × 280 mm, ainsi qu’une enceinte fermée dotée d’une filtration HEPA. Produite en interne, la première imprimante 3D de FuseLab devrait être commercialisée début 2022 pour environ 30 000 €. Pour les impressions métal, Jonathan Palmaers précise ne pas disposer encore d’équipements de post-traitement pour assurer les opérations de déliange et de frittage, mais qu’une solution sera proposée dans un avenir proche. Ci-dessous une vidéo montrant son extrudeuse brevetée réalisant une impression à partir d’un filament titane.

'imprimante 3D FuseLab FL300M.

Imprimante 3D FL300M de FuseLab (crédits photo : FuseLab)

Alexandre Moussion