Impression 3D durable : Créer et utiliser du filament recyclé
Introduction
Le voyage vers l’impression 3D durable nous a amenés à un moment charnière : utiliser le filament que nous avons méticuleusem*nt extrudé à partir de déchets plastiques recyclés. Ce voyage a comporté de nombreuses facettes : l’étude des plastiques recyclables, la maîtrise des techniques de broyage, le perfectionnement de l’extrusion du filament et, à présent, l’exploration des subtilités de l’impression 3D avec du filament recyclé. Nous avons appris l’importance du diamètre du filament, l’impact de l’absorption de l’humidité, les nuances des réglages de température, et bien plus encore. Au fur et à mesure que nous pénétrons dans le monde de l’impression 3D, notre filament recyclé, créé avec précision et soin, occupe le devant de la scène.
Comprendre le filament
Avant de nous plonger dans le processus, il est essentiel de comprendre ce qu’est le filament. Le filament est la matière première utilisée dans les imprimantes 3D FDM (Fused Deposition Modeling). La FDM est la méthode d’impression 3D la plus courante pour créer des objets physiques à partir de modèles numériques. Le filament utilisé dans ce processus est généralement composé de matériaux thermoplastiques, tels que le PLA (acide polylactique) et l’ABS (acrylonitrile butadiène styrène), ou le PETG (polyéthylène téréphtalate glycol). Il est également important de comprendre les caractéristiques des différents thermoplastiques. Le PLA, par exemple, est biodégradable et fabriqué à partir de ressources renouvelables telles que l’amidon de maïs ou la canne à sucre. En revanche, l’ABS est à base de pétrole, plus solide et plus flexible, mais il émet des fumées lorsqu’il est fondu. Le PETG est une variante du PET, il est modifié par le glycol pour une plus grande durabilité et est considéré comme sûr pour les aliments, mais il peut être sensible à l’humidité. Connaître ces propriétés vous aidera à décider quel type de plastique recycler et comment les manipuler pendant le processus d’impression 3D.
Le filament se présente sous la forme de bobines de différentes couleurs et épaisseurs, d’un diamètre de 1,75 mm ou 2,85 mm. Au cours du processus d’impression 3D, le filament est chauffé et extrudé par une buse sur une plaque de construction, couche par couche, pour créer un objet en 3D. La plaque de construction et la buse se déplacent de manière coordonnée, guidées par le logiciel de l’imprimante, pour créer la forme souhaitée.
Recyclage des plastiques en filaments
Tous les plastiques ne conviennent pas au recyclage des filaments. Les plastiques portant un symbole de recyclage clair (généralement accompagné d’un numéro) sont de meilleurs candidats. Par exemple, le PET, que l’on trouve couramment dans les bouteilles en plastique, le PLA, souvent utilisé dans la vaisselle jetable, et l’ABS, fréquemment utilisé dans les articles en plastique dur, peuvent être recyclés en filament. Il est important de rechercher et d’identifier les types de plastiques qui peuvent être efficacement recyclés dans votre installation.
Il est remarquable que ce processus permette de donner une seconde vie à toute une série d’articles de la vie quotidienne. Imaginez que vous puissiez transformer des bouteilles en plastique jetées, de vieux plastiques de production ou même des impressions 3D ratées en de tout nouveaux objets. Cela contribue non seulement à la réduction des déchets, mais favorise également la créativité et l’innovation.
Nous avons développé notre propre broyeur de plastique et notre propre machine à fabriquer des filaments qui rationalisent ce processus, transformant les déchets plastiques en filaments recyclables de grande valeur. Ces outils innovants permettent aux particuliers et aux entreprises de contribuer à la durabilité de l’environnement en recyclant et en réutilisant les plastiques qui, autrement, finiraient dans les décharges.
Les différents plastiques ont des températures de fusion et des caractéristiques différentes. Le PLA, par exemple, s’extrude généralement à des températures comprises entre 180 et 220 °C, tandis que l’ABS s’extrude à des températures plus élevées, généralement comprises entre 220 et 250 °C. Il est donc important de trier les plastiques par type avant de les déchiqueter et de les extruder en filaments. La machine à fabriquer des filaments dispose d’un contrôle précis de la température afin de s’assurer que les plastiques sont fondus à la bonne température, évitant ainsi la dégradation du matériau.
Le diamètre du filament est également crucial pour une impression 3D réussie. La plupart des imprimantes 3D utilisent du filament d’un diamètre de 1,75 mm ou 2,85 mm. Le Filament Maker vous permet de contrôler précisément le diamètre du filament pendant le processus d’extrusion, garantissant ainsi qu’il est constant tout au long de la bobine. Une variation de diamètre, même de l’ordre de 0,05 mm, peut entraîner une sous-extrusion ou une sur-extrusion, ce qui affecte la qualité de l’impression.
Pour commencer : La phase de test
Lorsque vous vous préparez à imprimer en 3D avec du filament recyclé, nous vous conseillons de commencer par tester une petite impression 3D. L’extrusion de filament à partir de plastiques recyclés peut avoir des propriétés légèrement différentes de celles d’un filament conventionnel. En effectuant un essai, vous pouvez commencer à comprendre comment le filament recyclé se comporte, ce qui vous permettra d’être bien préparé pour l’impression 3D des objets souhaités.
Il est conseillé d’utiliser un pied à coulisse pour mesurer le diamètre du filament en plusieurs points de sa longueur afin de s’assurer de sa cohérence. Effectuez également un test de pliage en pliant le filament à un angle de 90 degrés. Un filament de bonne qualité se plie sans se rompre. Si le filament se casse, cela peut indiquer que le matériau est trop fragile ou qu’il a été extrudé à une température incorrecte. Voici d’autres aspects qu’il convient de comprendre :
S’engager dans la phase d’expérimentation
Tout comme l’extrusion de filament, l’impression 3D implique un certain degré d’expérimentation. Il est important d’aborder cette phase avec un esprit ouvert et de la patience. N’oubliez pas que le chemin de la perfection est souvent pavé d’essais et d’erreurs. Ne vous découragez pas si vos premières impressions ne répondent pas à vos attentes. Adoptez le processus d’apprentissage et savourez le plaisir de créer, même si vous êtes confronté à des difficultés occasionnelles.
Comprendre la texture du filament
Avant de vous lancer dans l’impression 3D, prenez le temps d’évaluer la texture de votre filament. La cohérence est essentielle : votre filament doit présenter une texture uniforme et ronde sur toute sa longueur. Les incohérences de texture peuvent entraîner des problèmes d’impression. Si vous remarquez des irrégularités, envisagez de revoir le processus d’extrusion du filament. Notre expert en matériaux, Timo, a partagé ses connaissances sur l’extrusion optimale du filament dans un guide vidéo utile que vous pouvez consulter à la fin de ce blog.
Paramètres de température et d’impression
La réussite des impressions 3D repose en grande partie sur la précision de la température et des paramètres d’impression. Les différents matériaux plastiques réagissent différemment à la chaleur ; il est donc essentiel de trouver l’équilibre optimal. Une température trop élevée peut entraîner une fonte inégale, ce qui se traduit par une qualité d’impression médiocre. Utilisez les ressources en ligne pour identifier les paramètres appropriés pour le filament recyclé que vous avez choisi.
La température d’impression optimale peut varier légèrement en fonction de l’imprimante 3D et des caractéristiques spécifiques du filament recyclé. Par exemple, la température d’impression optimale pour le filament PLA commercial se situe généralement entre 190 et 220 °C. Toutefois, le PLA recyclé peut nécessiter une température légèrement plus élevée ou plus basse en raison des impuretés ou des modifications des propriétés du matériau au cours du recyclage. Il est conseillé de commencer par une température située au milieu de la fourchette, puis de l’ajuster par incréments de 5°C jusqu’à ce que la température optimale soit trouvée.
La hauteur des couches et la vitesse d’impression jouent également un rôle crucial dans la réussite d’une impression 3D. Une hauteur de couche plus faible permet d’obtenir une finition plus lisse, mais augmente le temps d’impression. Une vitesse d’impression plus élevée peut entraîner une sous-extrusion et une mauvaise adhérence des couches. Il est donc très important de trouver le bon équilibre entre la hauteur de couche, la vitesse d’impression et la température pour le filament recyclé spécifique que vous utilisez. Notez également que les paramètres optimaux pour le filament recyclé peuvent différer de ceux du filament commercial, car le filament recyclé peut contenir des impuretés ou avoir des propriétés légèrement différentes.
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Stockage du filament
Une fois le filament fabriqué, il est essentiel de le stocker correctement pour en préserver la qualité. Le filament est hygroscopique, c’est-à-dire qu’il absorbe l’humidité de l’air. C’est particulièrement vrai pour le PLA et le PETG. L’humidité absorbée peut entraîner une mauvaise qualité d’impression et fragiliser le filament. Il est donc conseillé de stocker le filament dans un endroit sec et frais, de préférence dans un sac scellé avec un déshydratant. Avant l’impression, il est également conseillé de sécher le filament dans un séchoir à filaments ou dans un four à basse température (par exemple, 50°C pour le PLA) pendant plusieurs heures afin d’éliminer l’humidité absorbée.
COMMENCER L’IMPRESSION 3D
Armé d’une impression test, d’une solide compréhension de la texture des filaments, d’un état d’esprit expérimental et de paramètres de température calibrés, vous êtes maintenant prêt à vous lancer dans l’aventure de l’impression 3D. N’oubliez pas que la communauté de l’impression 3D est un espace de soutien et de collaboration. Partager vos créations sur les médias sociaux est gratifiant et vous permet d’entrer en contact avec d’autres passionnés. N’oubliez pas de nous taguer : nous sommes impatients de découvrir vos projets innovants.
LA SÉLECTION DE VOTRE PREMIER PROJET
Le choix de votre premier projet est un moment passionnant. Commencez par quelque chose de simple et de fonctionnel, ce qui vous permettra de vous concentrer sur le processus d’impression plutôt que sur les subtilités d’un design complexe. Lorsque vous choisissez votre premier projet, tenez compte des propriétés du filament recyclé. Certains matériaux sont plus fragiles et peuvent ne pas convenir à des pièces fonctionnelles qui doivent résister à des contraintes. D’autres ont un point de fusion plus bas et ne conviennent pas aux objets qui seront exposés à des températures élevées. Utilisez votre connaissance des propriétés des matériaux pour sélectionner un projet adapté à votre filament recyclé.
Contrôle de l’impression
Il est important de surveiller de près l’impression, en particulier pendant les premières couches, car elles serviront de base pour le reste de l’impression. Effectuez les ajustements nécessaires si vous observez des problèmes de déformation ou d’adhérence. La plupart des imprimantes 3D sont équipées d’un logiciel qui vous permet d’ajuster en temps réel des paramètres tels que la température et la vitesse d’impression.
Outre le contrôle des couches initiales, il est également important de contrôler l’ensemble de l’impression. Parmi les problèmes d’impression courants à surveiller, citons le gauchissem*nt, lorsque les coins de l’impression se soulèvent de la plaque de construction, le filage, lorsque de minces brins de filament se forment entre les parties de l’impression, et la séparation des couches, lorsque les couches de l’impression n’adhèrent pas correctement les unes aux autres. Chacun de ces problèmes peut être résolu en ajustant les paramètres de l’imprimante, tels que la température du lit, la vitesse d’impression ou les paramètres de rétraction.
Processus de post-impression
Une fois l’impression terminée, retirez avec précaution l’impression de la plaque de construction. Certaines impressions peuvent nécessiter un post-traitement supplémentaire, tel que le ponçage, la peinture ou l’assemblage de plusieurs pièces. Prenez votre temps à ce stade pour garantir une finition de haute qualité.
Réfléchir et s’améliorer
Après avoir réalisé votre première impression, prenez le temps de réfléchir au processus. Qu’est-ce qui a bien fonctionné ? Qu’est-ce qui pourrait être amélioré ? Notez les ajustements à apporter aux paramètres de l’imprimante ou au processus d’extrusion du filament. Chaque impression est une occasion d’apprentissage ; vous gagnerez en confiance et en expertise à chaque impression.
Outre la réflexion sur les paramètres de l’imprimante et le processus d’extrusion du filament, il est également important de prendre en compte le matériau d’origine. Le filament recyclé contenait-il trop d’impuretés ? Était-il suffisamment sec avant l’extrusion ? Les types de plastique mélangés ont-ils affecté les propriétés du filament ? Ces considérations vous aideront à affiner votre processus de recyclage et d’impression 3D pour de futurs projets.
N’oubliez pas que c’est en forgeant qu’on devient forgeron. Plus vous imprimerez, plus vous apprendrez à connaître les nuances de votre imprimante 3D et les caractéristiques du filament recyclé. Et surtout, amusez-vous ! L’impression 3D n’est pas seulement un passe-temps gratifiant et respectueux de l’environnement, c’est aussi une porte ouverte sur une créativité et une innovation infinies.
Conclusion
En conclusion, le voyage vers l’impression 3D durable est rempli de défis et d’opportunités d’apprentissage. De la compréhension des types de plastiques qui peuvent être recyclés au déchiquetage, à l’extrusion et enfin à l’impression avec le filament recyclé, chaque étape est cruciale et nécessite une attention particulière aux détails. Nous avons appris l’importance des tests et de l’expérimentation, la nécessité d’un suivi attentif de l’impression et la valeur du post-traitement et de la réflexion. Au fur et à mesure que nous avançons, n’oublions pas l’importance de ce travail. En recyclant les plastiques et en les transformant en filaments de valeur, nous ne réduisons pas seulement les déchets, mais nous contribuons également à un avenir plus durable et plus innovant. Continuons à expérimenter, à apprendre et à partager nos connaissances avec la communauté. Ensemble, nous pouvons faire la différence.
- Article de notre partenaire 3Devo
