Comment fonctionne une imprimante 3D ?

Pour mieux comprendre le fonctionnement d’une imprimante 3D à dépôt de filament et facilement comparer les modèles existants, retrouvez ci-dessous les caractéristiques détaillées des composants présents au sein d’une imprimante 3D.

Les principaux éléments d’une imprimante 3D

La tête d’impression : Aussi appelée extrudeur, elle se compose de 3 parties : une première, qui vient entraîner le filament plastique à l’aide d’une roue dentée, une deuxième qui vient fondre le filament jusqu’à une température maximale de 270°C via une résistance chauffante et enfin une buse, d’un diamètre compris entre 0,15mm et 0,8mm, par laquelle le filament fondu est déposé.

Elle se situe sur le haut de l’imprimante 3D et se déplace habituellement sur les axes horizontaux (aussi appelés axes X et Y) tandis que le plateau se baisse sur l’axe vertical (axe Z) d’un cran au fur et à mesure que l’objet prend forme.


L’extrudeur d’une imprimante 3D Ultimaker 2+

Le plateau d’impression : Il s’agit de la plateforme sur laquelle le matériau d’impression est extrudé. Chaque nouvelle couche est déposée sur la dernière imprimée.

Certaines imprimantes sont également équipées d’un plateau chauffant afin d’offrir une meilleure adhérence lors de l’impression.

La bobine de filament : Cachée au sein de la machine ou installée sur un support à l’extérieur du châssis, la bobine de filament est à l’imprimante 3D ce que la cartouche d’encre est à l’imprimante papier.

Avec de nombreux plastiques disponibles (voir notre page dédiée aux matériaux d’impression), la bobine de filament existe dans divers formats : 750g, 1kg, 2kg et constitue un consommable qu’il faudra renouveler régulièrement. Certaines imprimantes 3D n’acceptent qu’un seul type de bobines.


Sur l’imprimante 3D UP Box, la bobine s’insère à l’extérieur de la machine

Le logiciel d’impression : Plus connu sous le nom de slicer, le logiciel de l’imprimante donne les instructions de déplacement à la tête d’impression ainsi qu’au plateau de l’imprimante.

Concrètement, le logiciel vient trancher le modèle 3D souhaité en de fines couches horizontales (de l’ordre de 100 microns en moyenne). Superposées les unes au dessus des autres, ces tranches de l’épaisseur d’une feuille de papier, constitue l’objet à imprimer (imaginez par exemple les différentes tranches d’une pyramide).

On retrouve des logiciels propriétaires tels que Z-Suite chez Zortrax, UP chez PP3DP ou XYZware chez XYZprinting, mais aussi des slicers universels comme Cura, Repetier ou Simplify3D.

Certains logiciels proposent une version mobile pour lancer ou gérer à distance son impression.

Les composants additionnels d’une imprimante 3D

Les marques d’imprimantes 3D proposent également des spécificités qui peuvent s’avérer bien utiles, bien qu’elles ne soient pas obligatoires pour l’impression.

Connectivité : Les imprimantes les plus basiques sont reliées à l’ordinateur à l’aide d’un simple branchement USB, avec toutefois l’obligation de laisser son ordinateur branché lors de l’impression. D’autres systèmes existes comme la possibilité d’utiliser une clef USB, une carte SD ou bien de recourir à une connexion WiFi.

Écran de contrôle : Certaines imprimantes sont équipées d’un écran LCD, qui sert à effectuer des tâches basiques telles que le changement de filament, la calibration du plateau, le préchauffage de la machine… Une option qui peut s’avérer toutefois bien utile à la longue.


L’écran de contrôle de l’imprimante 3D Stream 20 Pro de chez Volumic

Calibration automatique : Avant toute impression, il est nécessaire que l’imprimante soit bien calibrée, c’est à dire, qu’il y ait la bonne distance entre le plateau de fabrication et la buse d’extrusion afin d’obtenir des couches parfaitement alignées. Certaines imprimantes présentent ainsi la possibilité de calibrer automatiquement la buse à l’aide d’un capteur de distance. Principal intérêt ? Un gain de temps et de précision lors de l’impression.

Double extrusion : Afin d’imprimer deux coloris ou deux matériaux à la fois, certaines marques d’imprimantes 3D proposent des machines équipées de deux extrudeurs. Ce genre de machines nécessitent toutefois une certaine expérience.

Enceinte fermée : Pour obtenir des résultats optimaux, il est important de conserver une température ambiante constante. C’est pourquoi une partie des imprimantes du marché proposent une enceinte d’impression entièrement fermée.

Filtre à particules : Pour les machines qui impriment à partir de matériaux tels que l’ABS, il est fortement conseillé de posséder un filtre à air afin d’évacuer les les particules fines émises lors de l’impression.

Caméra : Enfin, certains modèles du marché sont équipés d’une caméra qui offre à l’utilisateur la possibilité de suivre à distance l’avancée ou de recevoir une photo du rendu à la fin de l’impression.

Vous l’aurez compris, de nombreuses options sont disponibles sur le marché avec des machines Plug&play dédiées aux débutants ou bien des modèles plus avancés qui conviendront aussi bien aux professionnels qu’aux passionnés.