WARPING : Comment l’éviter
Cette vidéo a pour objectif de fournir des conseils pratiques pour éviter le Warping lors de l'impression 3D. Pour vous permettre de retrouver facilement une partie dans la vidéo nous débuterons par une présentation du warping, ensuite nous essayerons de comprendre les causes du warping et enfin réfléchirons aux différentes solutions pour lutter contre ce phénomène.
I. Présentation du Warping
Le Warping ou gauchissement en français est un phénomène courant qui se produit lors de l'impression 3D. Il se produit lorsque les coins de la pièce en cours d'impression se détachent du plateau d'impression, ce qui entraîne une déformation de la pièce.
Le Warping est causé par une contraction du matériau en refroidissant trop rapidement, ce qui entraîne une tension dans la pièce et provoque le soulèvement des coins. Le Warping est plus fréquent pour les pièces de grande taille ou pour les matériaux qui ont une forte contraction lorsqu'ils refroidissent.
Les causes du Warping peuvent être multiples. L'une des causes principales est une température d’impression trop importante. Cela va entraîner une différence entre l’air ambiant et la température de la matière extrudée par la buse trop grande et risque de provoquer un refroidissement trop brutal de la matière et donc un risque de déformation de la pièce.
L'utilisation d'un plateau d'impression non chauffé ou mal calibré peut également entraîner un Warping.
Le choix de la matière utilisée pour l'impression 3D sera décisif dans l'apparition du Warping. Plus une pièce à une température d’impression importante plus le risque de warping est important.
Les conséquences du Warping sur la qualité de l'impression 3D peuvent être importantes. La déformation de la pièce peut entraîner des erreurs dimensionnelles et géométriques, ainsi que des défauts de surface tels que des bosses ou des trous. Dans les pires des cas, le Warping peut même rendre la pièce inutilisable. Pour éviter le Warping lors de l'impression 3D, il est important de mettre en place des mesures préventives.
II. Comprendre le Warping en impression 3D
Le Warping est donc un phénomène courant qui se produit lors de l'impression 3D. Il se produit lorsque les coins de la pièce en cours d'impression se détachent du plateau d'impression, ce qui entraîne une déformation de la pièce.
Les causes possibles du Warping en impression 3D :
Température d'impression trop haute : si la température d'impression est trop haute, il peut y avoir une différence de température trop importante avec votre espace d’impression. Cela risque de provoquer un choc thermique brutal car la pièce va se refroidir trop rapidement.
Température d'impression de la 1er couche trop basse : alors cela peut sembler paradoxale avec le précédent point. Mais si votre première couche d’impression n’est pas chaude elle peut ne pas être assez visqueuse. Votre pièce ne va donc pas bien adhérer à votre plateau et cela risque de faciliter le détachement de votre pièce à votre plateau.
Adhérence insuffisante entre la pièce et le plateau d'impression : Ce point ce reproche du précédent. Comme expliqué si la pièce n'adhère pas suffisamment au plateau d'impression, elle peut se décoller et se déformer en cours d'impression. Il est donc important de nettoyer votre plateau et d’utiliser des solutions adhésif.
Plateau d'impression non chauffé ou mal calibré : si le plateau d'impression n'est pas chauffé ou mal calibré, la pièce peut encore une fois ne pas adhérer correctement, ce qui peut entraîner un Warping. Il est important de régler la température et de calibrer le plateau d'impression en fonction des caractéristiques de l'imprimante.
Matériau inapproprié : certains matériaux peuvent être plus sujets au Warping que d'autres. Les matériaux qui ont une forte contraction lorsqu'ils refroidissent, comme l'ABS ou le Nylon, peuvent être plus sujets au Warping que d'autres matériaux. Il est important de choisir le matériau en fonction de ses caractéristiques et de ses propriétés.
Vitesse d'impression trop élevée : une vitesse d'impression trop élevée peut empêcher à la buse de transmettre assez de chaleur aux couches inférieures déjà imprimées et donc ne pas les aider à se refroidir lentement grâce au transfert de chaleur de la couche supérieure.
Vitesse d'impression trop faible : Alors je sais que je viens de dire l’inverse juste avant mais il est important de pouvoir recouvrir dans un délai raisonnable la précédente couche imprimée. Ainsi votre couche inférieure pourra bénéficier de la chaleur de la couche supérieure pour refroidir lentement. Vous voyez, l'équilibre est très complexe.
Conditions environnementales défavorables : certaines conditions environnementales peuvent également causer du Warping, comme une humidité élevée ou des courants d'air.
Ventilation de votre pièce : Si vous avez activez une ventilation trop brutale de votre imprimante cela peut refroidir trop rapidement votre pièce.
Je pense que vous l’avez compris. Le warping n’est finalement qu’une question de choc thermique et d’adhérence de plateau.
Les conséquences du Warping sur la qualité de l'impression 3D :
Déformation de la pièce : le Warping peut déformer votre pièce, ce qui peut rendre la pièce inutilisable ou réduire sa qualité.
Erreurs dimensionnelles : le Warping peut également entraîner des erreurs dimensionnelles, ce qui peut rendre la pièce inexacte par rapport aux dimensions prévues.
Erreurs géométriques : le Warping peut provoquer des erreurs géométriques, cela va rendre votre pièce inexacte par rapport à sa forme prévue.
Défauts de surface : le Warping peut également entraîner des défauts de surface, tels que des bosses ou des trous, qui peuvent réduire la qualité de la pièce.
Pièce inutilisable : dans les pires des cas, le Warping va rendre votre pièce inutilisable.
III. Conseils pour éviter le Warping en impression 3D
Préparation de la surface d'impression : nettoyage, application d'adhésif
La préparation de la surface d'impression est une étape importante pour éviter le Warping en impression 3D. Il existe plusieurs méthodes pour préparer la surface d'impression du plateau, et cela dépend souvent du matériau utilisé pour l'impression. Voici quelques méthodes pour préparer la surface d'impression de votre plateau et éviter le Warping :
Nettoyer la surface d'impression : avant chaque impression nettoyer la surface du plateau pour éliminer toute la poussière, la graisse ou d'autres contaminants. Utilisez de l'alcool isopropylique ou de l'eau savonneuse pour nettoyer la surface d'impression.
Utiliser un adhésif : l'utilisation d'un adhésif tel que de la laque ou de la colle pour maintenir la pièce en place peut améliorer l'adhérence entre la pièce et le plateau d'impression. Cela permet de réduire les risques de Warping en empêchant la pièce de se décoller pendant l'impression.
Utiliser un plateau d'impression chauffé : la température du plateau d'impression est un facteur important pour éviter le Warping. Les plateaux d'impression chauffés permettent d'améliorer l'adhérence entre la pièce et le plateau d'impression en réduisant les contraintes internes. Assurez-vous que le plateau chauffant est bien calibré et uniformément chauffé pour une meilleure adhérence.
Réglage de la température d'impression et du plateau chauffant
Le réglage de la température d'impression et du plateau chauffant est crucial pour éviter le Warping en impression 3D. Évidemment les températures doivent être ajustées en fonction du type de filament utilisé, de la taille et de la complexité de la pièce, de la vitesse d'impression, et de l'environnement d'impression. Voici quelques conseils pour régler la température d'impression et du plateau chauffant :
Pour le plateau chauffant : la température du plateau chauffant doit être réglée en fonction du matériau utilisé. En général, les filaments tels que l'ABS nécessitent un plateau chauffant à une température plus élevée que le PLA. La température recommandée pour un plateau chauffant est souvent fournie dans la documentation du filament ou de l'imprimante 3D. Il est important de s'assurer que le plateau chauffant est uniformément chauffé et que la surface d'impression est plane et propre pour une meilleure adhérence.
Pour la température d'impression : la température d'impression dépend également du matériau utilisé. En général, une température plus élevée est recommandée pour les filaments plus résistants tels que l'ABS, tandis que les filaments plus faciles à imprimer tels que le PLA peuvent être imprimés à des températures plus basses. Il est important de s'assurer que la température est uniformément répartie dans la buse d'impression pour éviter les contraintes internes et le Warping.
En fonction de la taille et de la complexité de la pièce : les grandes pièces ont tendance à se déformer plus facilement que les petites pièces en raison des contraintes internes et de la répartition de la chaleur. Pour les grandes pièces, il peut être nécessaire d'augmenter la température du plateau chauffant ou de la température d'impression pour éviter le Warping. Les pièces plus complexes peuvent nécessiter une température plus élevée pour assurer une bonne adhérence entre les couches.
En fonction de l'environnement : l'environnement d'impression peut également affecter la température. Les températures ambiantes élevées peuvent réduire la différence de température entre la buse d'impression et le plateau chauffant, ce qui peut entraîner une mauvaise adhérence. Les températures basses peuvent nécessiter une augmentation de la température du plateau chauffant ou de la température d'impression pour éviter le Warping.
Utilisation d'un filament adapté
Le choix du filament est très important pour éviter le Warping en impression 3D. Certains filaments sont plus sensibles que d'autres au Warping, en fonction de leurs caractéristiques physiques, chimiques et mécaniques. Il est donc important de choisir le bon filament pour chaque situation.
Sans lister l’ensemble des filaments d’impression 3D voici des recommandations pour les plus populaires :
PLA (Acide polylactique) : Le PLA est l'un des filaments les plus populaires en impression 3D. Il est facile à utiliser, peu coûteux, et a une faible contraction. Il est très rare d’avoir du Warping avec cette matière.
ABS (Acrylonitrile butadiène styrène) : L'ABS est un filament plus résistant que le PLA et est souvent utilisé pour les pièces fonctionnelles. Malheureusement, il est plus sensible au Warping et nécessite souvent l'utilisation d'un plateau d'impression chauffé voir même d’un caisson thermique
PETG (Polyéthylène téréphtalate glycol) : Le PETG est un filament hybride qui combine les avantages du PLA et de l'ABS. Il est plus résistant que le PLA et moins sensible au Warping que l'ABS. Je recommande néanmoins un plateau chauffant.
Nylon : Le nylon est un filament résistant et flexible qui est souvent utilisé pour les pièces fonctionnelles. Il est très sensible au Warping. Vous devez avoir un caisson thermique et un plateau chauffant.
PVA (Alcool polyvinylique) : Le PVA est un filament soluble dans l'eau qui est souvent utilisé pour les supports d'impression. Cette matière est peut soumise au warping.
En somme, le choix du filament est un élément important pour éviter le Warping en impression 3D. Si vous n’arrivez pas à limiter le warping vous pouvez simplement changer de matière.
Utilisation d'un caisson d'impression
L'utilisation d'un caisson d'impression est une technique très efficace pour lutter contre le Warping et simple de mise en place. Un caisson d'impression est un espace clos qui recouvre l'imprimante 3D, ce qui permet de contrôler l'environnement de l'impression.
L'utilisation d'un caisson d'impression peut aider à réduire le risque de Warping en régulant la température et l'humidité à l'intérieur de l'espace clos. Les caissons d’impression sont fournis par défaut sur les imprimantes 3D professionnelles. Mais vous pouvez acheter un caisson pour le rajouter sur votre imprimante. Les premiers prix débutent dans les 150 euros. Si jamais vous n’avez pas ce budget vous pouvez aussi essayer d'en fabriquer un. Pour cela, il vous suffit de créer une boîte la plus isolante thermique.
Le bon paramétrage du Slice (raft, jupe ou d'un brim ou ventilation)
L'utilisation d'un raft, jupe ou d'un brim est une technique facile à mettre en place pour lutter contre le Warping. Ces techniques consistent à ajouter dans votre Slicer une base supplémentaire sous la pièce plus ou moins importante, ce qui peut améliorer l'adhérence de la pièce sur le plateau d'impression et réduire les risques de Warping.
Cependant, ces techniques augmentent le temps d'impression et consomment plus de matériaux. Il est donc important de peser les avantages et les inconvénients de l'utilisation d'un raft ou d'un brim en fonction de chaque situation.
Vous pouvez aussi couper la ventilation imprimante. Cela va éviter à votre pièce de subir un refroidissement trop brutal.
Conclusion
En conclusion, le Warping est un phénomène courant en impression 3D qui peut affecter la qualité de l'impression en entraînant des erreurs dimensionnelles et géométriques, des défauts de surface et même l'utilisabilité de la pièce. Le Warping est dû à un choc thermique trop brutal provoquant une déformation de la pièce.
Pour lutter contre ce problème il faudra travailler à réduire ce choc thermique et améliorer l'adhérence de l'objet. Si jamais vous n’arrivez pas à limiter le warping le plus simple sera de changer de matériaux.