La fibre de carbone, un matériau d’impression 3D prisé

Depuis quelques années, la fibre de carbone (CF pour “carbon fiber” en anglais) suscite un vif intérêt dans le secteur de la fabrication additive. Mais de quoi retourne-t-il ?

La fibre de carbone, ainsi que d’autres fibres comme la fibre de verre ou le Kevlar, est un matériau solide et rigide qui peut être utilisé pour renforcer des thermoplastiques comme le polycarbonate ou le nylon. L’objectif est de produire des pièces à la fois plus solides et plus légères, que ce soit lors de la création de nouvelles pièces ou pour le remplacement potentiel de pièces métalliques lourdes et/ou encombrantes. Cela peut s’avérer particulièrement précieux dans l’aérospatiale, l’automobile ou d’autres secteurs où chaque gramme compte ; réduire le poids d’un avion peut se traduire par d’importantes économies d’échelle.

Quelques cas d’utilisation de matériau chargé en fibre de carbone. Source : Raise3D

En FFF (“Fused Filament Fabrication” ou dépôt de filament fondu), le renforcement des fibres peut se faire de deux manières différentes. La première consiste à déposer un brin continu de fibre pendant le processus d’impression 3D, l’incorporant à la pièce au fur et à mesure de son impression.

L’autre, qui est l’approche de Raise3D avec la nouvelle E2CF et son filament exclusif PA12 Carbon Fiber, consiste à déposer un filament thermoplastique contenant de petits morceaux de fibre de carbone coupée. Il s’agit de filament dit chargé en fibre de carbone, ou de filament renforcé. Le filament PA12 CF de Raise3D possède des morceaux de fibre de 20 à 30% plus longs que les autres filaments chargés du marché, pour une résistance et des performances globales supérieures.

Représentation graphique des filaments chargés en fibre. Source : Raise3D

Pour plus d’informations, téléchargez le livre blanc de Raise3D sur l’impression 3D de thermoplastiques renforcés en fibre de carbone.

Ces filaments ne peuvent toutefois pas être imprimés par n’importe quelle imprimante 3D. Les fibres coupées sont très abrasives et peuvent endommager toute buse standard. Une buse renforcée et dédiée est nécessaire, comme les buses en carbure de silicone présentes sur la E2CF.

À la découverte de la E2CF

La E2CF est fondée sur la Raise3D E2, une imprimanate 3D de bureau primée et reconnue pour sa qualité professionnelle et sa facilité d’utilisation. Cette nouvelle version a été spécialement conçue pour imprimer des matériaux renforcés en fibres et offrir une expérience utilisateur encore meilleure.

http://Raise3D%20E2CF%203D%20printer%20IDEX
Par Raise3D
Volume330 × 240 × 240 mm
Extrudeur temp.300°C
Plateau temp.110°C
TechnologieExtrusion
Prix
Prix indicatifs basés sur les données publiques et/ou fournies par nos partenaires. Ces prix peuvent évoluer dans le temps et par région, et excluent les produits et services supplémentaires (installation, formation, accessoires, taxes, …).
4 499 €

The E2CF (Carbon Fiber) is a professional carbon fiber filament 3D printer produced by Raise3D. Raise3D is a 3D printer manufacturer based in the United States. The Raise3D E2CF uses extrusion 3D printing technology and is particularly suited to print carbon-fiber-enforced filaments.

Un système d’extrusion adapté à la tâche

L’E2CF est dotée d’un système d’extrusion amélioré à double entraînement direct pour éviter que le filament ne glisse. Il exerce une force de traction deux fois supérieure à celle du système de la E2, avec des composants durables (notamment au niveau des engrenages) qui sont suffisamment résistants pour traiter les matériaux chargés de fibres avec une usure minimale.

Les buses, en carbure de silicium, sont également optimisées pour le filament CF. Selon Raise3D, elles peuvent résister à plus de 1 000 heures d’impression avec du matériau PA12 CF.

La E2CF bénéficie de buses en carbure de silicium. Source : Raise3D, Nanografi

Rapidité et complexité d’impression grâce au système IDEX

La E2CF hérite du système IDEX (double extrudeur indépendant) de la E2 et de tous ses avantages. Ces deux extrudeurs indépendants permettent notamment aux utilisateurs de gagner du temps grâce aux modes Miroir et Duplication.

En mode Miroir, les têtes d’impression se déplacent en sens inverse l’une de l’autre et impriment deux pièces : la pièce originale et une version inversée de cette pièce (sans avoir à créer un second fichier 3D pour la pièce miroir). Le mode Duplication permet de doubler la capacité de production de l’imprimante en imprimant des objets identiques par paires, les deux têtes d’impression se déplaçant simultanément et dans la même direction.

Fonctionnement des modes Miroir et Duplication. Source : Raise3D

Les systèmes IDEX permettent également aux utilisateurs d’imprimer avec deux matériaux différents à la fois, et chaque tête d’impression peut intervenir individuellement. Les double extrudeurs classiques sont fixés directement l’un à l’autre, et la buse “en pause” peut interférer avec l’objet en cours d’impression ; mais avec un système IDEX, la buse inactive est mise de côté tandis que la seconde continue d’avancer. Ce mode est très utile pour l’impression de structures de support complexes.

Une pièce imprimée en PA12 Carbon Fiber avec structures de support détachables. Source : Raise3D

Boîtes de séchage pour filaments

Les boîtes à filament de Raise3D sont équipées de plateaux de suspension qui permettent de faire dérouler le filament de la bobine sans effort et en continu. Elles sont également destinées à empêcher la poussière et l’humidité d’atteindre le filament et de l’endommager.

Sécurité et facilité d’utilisation

Comme c’est le cas pour toute la gamme d’imprimantes Raise3D, la E2CF est sans risque pour le bureau et facile à utiliser. Elle est équipée d’un filtre HEPA qui réduit considérablement le nombre de particules et de nanoparticules libérées dans l’air pendant l’impression.

La E2CF est également dotée d’un système de sauvegarde automatique permettant de reprendre les impressions après une panne de courant. Ses portes sont munies de détecteurs qui permettent à l’imprimante de mettre les travaux en pause jusqu’à ce que toutes les portes soient fermées.

The Raise3D E2CF 3D printer. Source: Raise3D

La Raise3D E2CF présente une série d’autres caractéristiques de qualité professionnelle qui contribuent à une expérience d’utilisation fluide et agréable :

  • Écran tactile couleur 7 pouces
  • Mise à niveau automatique du lit d’impression
  • Caméra embarquée
  • Plateau d’impression flexible (pour rapidement retirer les impressions)
  • Têtes d’impression “Easy Swap” (permet de facilement changer de tête d’impression)

Un flux de travail efficient

L’écosystème Raise3D inclut également les logiciels ideaMaker et RaiseCloud

ideaMaker est le logiciel de découpage (“slicer”) propriétaire de Raise3D, alimenté par des algorithmes intelligents et doté d’outils tels que la retexturation et la génération automatique de supports. Il permet également aux utilisateurs de définir facilement des paramètres variables pour différentes sections d’un même modèle, et comprend même des options de modélisation de base pour sculpter, diviser et combiner des modèles.

Quelques-unes des fonctions d’édition de modèles du logiciel ideaMaker. Source : Raise3D

L’une de ses caractéristiques les plus intéressantes est sans doute la bibliothèque ideaMaker (ideaMaker Library), où les utilisateurs peuvent puiser dans des profils de matériaux avec des paramètres de découpage et d’impression prédéfinis pour obtenir les meilleurs résultats possibles.

RaiseCloud peut ensuite être utilisé pour distribuer les travaux d’impression à une ou plusieurs imprimantes 3D. Ce logiciel de pilotage d’imprimantes 3D à distance (également disponible sous forme d’application pour smartphone) permet aux entreprises de garder un œil sur chaque imprimante, chaque utilisateur et chaque statut d’impression, pour une gestion efficace du flux de travail.