Impression réalisée à partir du filament Colorfabb LW-PLA
L’éventail de matériaux disponibles pour l’impression 3D, à fortiori de filaments, s’est considérablement élargi ces dernières années. Une diversité à laquelle à largement participé ColorFabb, un fabricant néerlandais comptant parmi les premiers à avoir proposé des filaments exotiques à base de bois et de métal. Remontant à 2019, sa dernière innovation la plus marquante porte sur une nouvelle gamme spécifique de PLA appelée « LW » (LightWeight), intégrant une technologie dit de « moussage actif ».
Derrière ce terme un peu barbare, se cachent des propriétés chimiques qui permettent à ce filament d’augmenter à une certaine température, son volume de près de 3 fois et le débit de 65 %. Une faculté rare qui permet de réaliser des pièces légères et à faible densité, mais surtout d’imprimer avec des hauteurs de couches plus élevées, réduisant in fine le temps d’impression.
Au regard des avantages évidents en terme de productivité, Colossus, un fabricant belge spécialisé dans les imprimantes 3D très grand format, s’est associé à ColorFabb pour développer une version de son matériau moussant « LW » compatible avec sa technologie d’impression 3D à granulés « Fused Granulate Fabrication » (FGF). « La première fois que nous avons vu la gamme de matériaux LW de ColorFabb, nous avons immédiatement reconnu les opportunités qu’elle apporterait au marché de la FGF. » Explique Philippe-Daniel Merillet, CEO de Colossus avant de poursuivre : « Imaginez, prendre le principe de l’impression deux fois plus rapide ou deux fois plus légère appliqué aux systèmes d’impression industriels à grande échelle. Imprimer et alterner ces effets avec les mêmes granulés, la même machine et même incorporés dans le même Gcode. C’est révolutionnaire. »
« Des hauteurs de couche plus élevées permettent de réduire les temps d’impression »
Imprimante 3D de la série XS de Colossus conçue avec Weber Additive, une société allemande spécialisée dans les extrudeuses et les broyeurs (crédits photo Colossus)
Colossus estime à juste titre qu’un tel matériau pourrait être particulièrement avantageux pour ses systèmes FGF qui comportent plusieurs zones de chauffage, lesquelles peuvent donc potentiellement être configurées pour permettre aux matériaux moussant d’atteindre rapidement leur pleine expansion. Le fabricant explique que la quantité d’énergie que le filament peut absorber pendant l’impression dépend de la longueur de la zone chaude et du temps que met le filament à traverser. Plus un filament reste longtemps à l’intérieur de la zone chaude, plus il peut absorber d’énergie, ce qui augmente la quantité d’expansion. En supposant que la taille de la buse et la hauteur de la couche sont fixes, les principales variables d’entrée sont la température, la vitesse et le débit pour déterminer la quantité d’expansion.
Sans même que les limites du matériau n’aient encore été atteintes, les premiers tests effectués en utilisant une buse de 8 mm et des hauteurs de couche de 1 cm sur, auraient donné des résultats très concluants. Des capacités qui à terme pourraient sérieusement avantager les fournisseurs d’impression 3D en autorisant la production de pièces avec des « hauteurs de couche exceptionnellement élevées », tout en réduisant leurs coûts de fabrication. Colossus tirerait parti de ce nouveau polymère moussant pour son système WEBER, une imprimante 3D très grand format pouvant imprimer des pièces jusqu’à 1600 x 1200 x 1300 mm.
« Dans les services d’impression du monde entier, le coût est fonction du prix du matériau et du temps d’impression. Des hauteurs de couche plus élevées permettent de réduire les temps d’impression », conclut le CEO de Colossus. « C’est comme avoir une extrudeuse de 4,5 K/h capable de 9 K/h, et la possibilité d’imprimer uniquement des pourcentages du poids normal, qu’est-ce qu’il n’y a pas à aimer ? Cela changera la façon dont les gens impriment à partir de ce moment. »
