Réussir les impressions de filaments flexibles

Le flexible est un matériau ouvrant beaucoup de perspectives. La possibilité d’imprimer des objets souples, flexibles, étirables laisse entrevoir de nombreuses applications.

Bon nombre d’imprimeurs 3D, débutants ou non, est confronté à un certain nombre de difficultés pour l’impression de ce filament. A travers notre expérience et nos recherches nous vous donnons dans cet article des clés pour réussir l’impression de ce filament hors du commun.

Le filament flexible, en bref

flexible

Pêle-mêle d’impressions en filaments flexibles NinjaFlex, Filaflex

Pour ceux qui n’ont jamais eu de filament flexible entre les mains, on peut faire la comparaison avec un élastique de diamètre 1.75 ou 3 mm. En terme de rendu, les objets imprimés en flexible ont un comportement similaire au joint orange permettant de réaliser l’étanchéité des bocaux de conserve. En fonction des composants entrant dans la formulation du filament, l’objet imprimé sera plus ou moins lisse, brillant, dur, flexible. Ces filaments, qui feront l’objet d’un article dédié, sont disponibles chez NinjaFlex (Fennerdrives), Filaflex – Recreus, Formfutura.

 

Le flexible, difficile à imprimer ?

Côté température d’impression, pas d’obstacle particulier. Selon les marques les températures d’impression varient entre 190 et 230°C, une plage d’impression atteignable par la totalité des imprimantes 3D du marché. Côté adhésion au plateau, pas de problème particulier, les flexibles adhérent très bien au plateau, voire trop, nous en parlerons plus loin dans cet article.

Toute la difficulté réside dans le fait que ce filament est… flexible. Il se tord, se plie, s’étire, se tasse. Cette caractéristique est d’autant plus marquée en diamètre 1.75 mm. Ceci pose le problème suivant : le filament flexible fuira dans tout espace existant entre le moteur d’entraînement et la buse. Si le filament a une autre possibilité que de rentrer directement dans la tête chauffante, il trouvera l’occasion de se plier, se tordre, se tasser à un moment ou un autre. Comme très bien expliqué sur le site de Recreusil n’est pas possible de pousser sur une corde’. Très peu de machines sont nativement capables d’imprimer le flexible, la witbox 2 sort du lot dans le domaine.

L’extrudeur, clé de la réussite

Principe de l'extrudeur idéal pour flexible

Principe de l’extrudeur idéal pour flexible

La réussite d’une impression en flexible dépend donc en très grande partie de la conception de l’extrudeur. Selon la marque de filament flexible il est possible d’obtenir des impressions 3D sur des machines commercialisées, sans réaliser de modification. Il est par exemple possible d’imprimer du NinjaFlex semi-Flex sur Ultimaker 2. De même nous avons pu réaliser des impression de fleixible sur Flashforge Dreamer.

Cependant cela relève plus de la « chance » et, commencer une impression de flexible et la terminer sont deux choses différentes… Il n’est pas rare qu’au bout de quelques dizaines de couches le filament finisse par trouver un trou par où s’échapper et se plier.

Pour assurer des impressions de flexible en toute sérénité et à coup sûr nous avons de notre côté designer notre propre extrudeur sur une imprimante K8400. Pour se faire nous avons suivi le principe très bien résumé sur le site de Recreus.

Le principe est simple : une fois poussé par la roue dentée montée sur le moteur, le filament ne doit disposer d’aucune autre possibilité que de filer tout droit vers la hot-end. Ne vous y trompez pas, le moindre petit espace disponible constitue pour le filament une possibilité de s’échapper. Pour réaliser ce genre de modifications, il existe sur internet de nombreux modèles disponibles librement comme sur Thingiverse. On voit aussi apparaître des solutions commerciales, nous en reparlerons plus tard.

 

Tube bowden, possible ?

Le flexible se p^rte très bien à l'impression de pneus plus ou moins souple en fonction de la densité de remplissage (infill) et l'épaisseur des murs

Le flexible se prête très bien à l’impression de pneus plus ou moins souples en fonction de la densité de remplissage (infill) et l’épaisseur des murs

Nous ne parlons pas ici du tube PTFE qui guide le filament depuis la bobine vers le moteur-extrudeur situé juste au-dessus de la hot-end (tête chauffante). On trouve par exemple cette configuration sur les Makerbot. Dans ce cas de figure le tube ne constitue aucun risque spécifique pour l’impression du flexible.

Nous ne parlons ici du tube bowden assurant le guidage du fil depuis le moteur de l’extrudeur (feeder) situé par exemple sur le côté de l’imprimante ou sur sa face arrière, vers la tête chauffante. C’est le cas par exemple sur l’Ultimaker. Dans ce cas, avant d’être fondu, le filament parcourt plusieurs dizaines de centimètres après avoir été « poussé » par le feeder. Tout ce parcours constitue pour le filament flexible une occasion de se tasser, se compresser. Dans le cas d’un filament en 1.75 mm, il y a très peu de chance de réussir une impression de flexible. En 3 mm, les chances sont plus importantes car le filament, plus « gros », est moins sujet au tassement. Nous avons ainsi réussi à imprimer du flexible 3 mm sur Ultimaker sans adaptation sur la machine. Il y a cependant un risque d’alimentation non stable de la tête chauffante. Encore une fois : commencer une impression de flexible et la terminer sont deux choses différentes.

 

Vitesse, Rétractation, infill, trouver les bons réglages

Si vous êtes habitués à imprimer à plus 100 mm/seconde en ABS ou PLA, il vous faudra réduire le régime pour l’impression de flexible. Ceci étant avec un extrudeur bien conçu, il sera tout de même possible d’atteindre de bonnes vitesses. Comme toujours cela dépendra de votre machine, ses réglages, la méthode empirique est de rigueur, comme souvent en impression 3D. Concernant la rétractation il faudra être davantage prudent. Il est tout à fait possible, et même recommandé, d’activer la rétractation lors de l’impression de flexible. Les logiciels de génération de gCode sont souvent préréglés avec des vitesse de rétractation (très) importantes. Cela peut s’avérer problématique avec le filament flexible. A force d’être tiré puis poussé le filament s’étire à chaque rétractation et fini par « sauter » des pas. Au final, le filament peut se retrouver totalement hors de la hot-end. La solution consistera donc à baisser la vitesse de rétractation de façon assez significative.

Le taux de remplissage, ou infill, revêt une importance toute particulière lors de l’impression de filament flexible. C’est en effet en fonction du taux de remplissage qu’il sera possible d’obtenir des objets plus ou moins flexibles. La vidéo en début de cet article présente deux pneus imprimés en flexible. Le taux de remplissage est différent selon les deux pneus (20 et 35%). Comme on peut le constater l’un des deux pneus est plus dur que l’autre.

Des solutions commerciales

La solution Recreus pour imprimer du flexible facilement

La solution Recreus pour imprimer du flexible facilement

L’impression de flexible est une vraie problématique. Ce filament ouvre de nombreuses perspectives. Conscients de ces enjeux des fabricants ont planché sur la question et ont mis au point des solutions commerciales. C’est le cas de Recreus, et ce n’est pas un hasard, Recreus est le producteur du filament flexible Filaflex. C’est ainsi que la Recreus Hot-end a vu la jour, disponible sur le site du fabricant.

Ce kit, qui semble de bonne facture, est fait d’aluminium et tient compte bien entendu des recommandations du fabricant : le filament est guidé directement vers la hot-end après avoir été poussé par le feeder. Ce kit comporte aussi une tête chauffante avec une différentiation thermique chaud-froid très marquée. Notez que ce type d’isolation thermique est également disponible chez E3D-Online avec la hot-end V6.

Recreus s’est même associé à un fabricant d’imprimante 3D qui propose une imprimante capable d’imprimer du flexible facilement : il s’agit des machines Lewihe.

Dernière étape, décoller l’objet

Courroie imprimée sur BuildTak

Courroie GT2 imprimée sur BuildTak

 Félicitations ! L’objet est imprimé. A présent reste à le décoller. Pas de difficulté particulière si ce n’est que l’objet est… flexible. Contrairement à un objet en ABS ou PLA qui se décolle « d’un coup » après quelques attaques à la spatule, l’objet imprimé en flexible devra être décollé centimètre par centimètre. Dans un premier temps sondez toute la circonférence de l’objet afin de trouver une partie de l’objet moins collée que les autres. Une fois ce maillon faible repéré, plutôt que de tirer vers le haut, il faudra préférer un mouvement sur l’axe horizontal, par mouvement de va-et-vient.

La difficulté sera plus grande avec un objet présentant une grande surface de contact avec le plateau. Il faudra procéder doucement, par étape, avec si nécessaire des incisions au cutter, bien positionnées. Au bout de quelques minutes d’acharnement, vous risquez d’être tentés de tirer sur l’objet. Prudence  ! Bien que l’objet soit flexible, en cas de très forte traction, l’objet risque tout de même de se déformer de façon irrémédiable. Patience donc !

En résumé

Il est possible d’imprimer du flexible sur des machines commerciales, sans modification. Mais il vous faudra être chanceux et l’impression risque de ne pas être régulière.

Pour réussir des impressions de flexible, le plus sage est d’adapter un extrudeur guidant le filament sans possibilité pour lui de s’échapper entre l’extrudeur et la hot-end. Des solutions commerciales existent.

Côté réglages, il faudra être attentif aux vitesses et distances de rétractation. Les vitesses d’impression de flexibles sont moins importantes que celle de PLA ou d’ABS. Le taux de remplissage influence la flexibilité de l’objet final.

Ne gâchez pas des heures de travail, décollez l’objet avec minutie et patience.

Et vous, quelle est votre expérience de l’impression de flexible ?

Grip de guidon imprimé en ninjaflex  http://www.thingiverse.com/thing:179161

Grip de guidon imprimé en ninjaflex
http://www.thingiverse.com/thing:179161

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