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L'imprimante de métal 3D utilise du fil de soudure

Apr 27, 2023Apr 27, 2023

Si vous avez vu à la fois une imprimante de fabrication de filaments fondus (FFF) et une soudeuse à fil, vous avez peut-être remarqué qu'ils fonctionnent sur un principe de base similaire. La matière première est fournie sous forme de filament - c'est-à-dire de fil - et fondue pour se déposer sur la pièce afin de créer soit des soudures dans le cas du soudeur, soit des objets 3D dans le cas de l'imprimante. Bien sûr, il existe un certain nombre de difficultés qui vous empêchent de simplement substituer du fil métallique à votre filament thermoplastique. Mais, il s'avère que ces difficultés peuvent être surmontées avec un effort sérieux. [Dominik Meffert] a fait exactement cela avec son projet d'imprimante 3D filaire.

Pour son filament, [Dominik] a choisi du fil à souder standard et a également expérimenté des fils en acier inoxydable et des fils fourrés. Au départ, il a utilisé un engrenage denté normal comme mécanisme dans l'extrémité froide entraînée par pas à pas de son mécanisme d'extrusion de tube Bowden, mais a trouvé qu'une roue de dévidoir standard d'un soudeur fonctionnait mieux. Cet entraînement par pincement fait passer le fil à travers un tube Bowden jusqu'à l'extrémité chaude.

Dans les imprimantes 3D thermoplastiques, le matériau est fondu dans une chambre à l'intérieur du hotend, puis extrudé à travers une buse pour être déposé. Au lieu d'essayer de reproduire cet arrangement pour le fil métallique, [Dominik] a utilisé un transformateur de four à micro-ondes modifié (MOT) pour générer la basse tension/haute intensité nécessaire pour chauffer le fil de manière réactive. Le chauffage est contrôlé par un contrôleur de puissance à redresseur à phase qui module la puissance à l'entrée du transformateur. De manière pratique, ce contrôleur est connecté à la sortie du ventilateur de refroidissement de la carte d'imprimante 3D, permettant à n'importe quel logiciel de trancheuse standard de générer du g-code pour l'imprimante métal.

Pour permettre au fil de chauffer et de fondre, il doit y avoir un circuit complet à partir du secondaire du transformateur. Une buse de soudage standard correspondant au diamètre du fil est utilisée comme électrode sur l'extrémité chaude, tandis qu'une plaque de construction métallique sert d'autre électrode. Comme vous pouvez l'imaginer, obtenir la plaque de construction - et la première couche - est assez délicat, encore plus qu'avec les imprimantes en plastique. Dans ce cas, des complications supplémentaires impliquent le fait que l'objet imprimé doit maintenir une bonne continuité électrique avec la plaque, ne doit pas finir par être solidement soudé et le fait que l'acier fondu à 1450 ° C a tendance à déformer la plaque.

Compte tenu de tous les problèmes qui doivent être résolus pour que tout cela fonctionne, nous sommes très impressionnés par les progrès [de Dominik] jusqu'à présent ! Des problèmes similaires ont été résolus il y a des années pour le cas des imprimantes thermoplastiques par un groupe d'expérimentateurs très motivés, et c'est formidable de voir une chose similaire commencer à se produire avec l'impression sur métal, en particulier en utilisant des matériaux simples et facilement disponibles.

Ce n'est cependant pas la seule approche de l'impression métallique DIY. Nous en avons vu un qui utilisait la fusion par faisceau d'électrons (EBM) il n'y a pas si longtemps.

Merci à [Krzysztof] pour le conseil !