Un portique supporte et déplace l'extrudeuse ou la tête d'impression d'une imprimante 3D. Il est généralement composé d'un ensemble de rails, de courroies, de moteurs pas à pas, etc., qui contrôlent le positionnement très précis nécessaire au dépôt des couches, selon les besoins. La résolution, la vitesse et la qualité générale des objets imprimés dépendent de la capacité du portique à se déplacer selon les axes X, Y (et parfois Z).
Définition des systèmes de portique en impression 3D
Les différents types de portiques d'impression 3D sont regroupés en plusieurs catégories, chacune ayant ses propres caractéristiques et utilisations. Les plus courants sont les portiques cartésiens, CoreXY et Delta. Les portiques cartésiens, simples et fiables, utilisent un mouvement linéaire selon les axes X, Y et Z. Le système CoreXY est doté d'un mécanisme d'entraînement par courroie plus avancé, permettant des mouvements plus rapides et une plus grande précision, idéal pour la fabrication d'impressions plus complexes à un rythme plus soutenu. Les portiques Delta à trois bras offrent un mouvement vertical rapide et précis, idéal pour les objets imprimés en 3D de grande taille. Connaître les caractéristiques mécaniques de ces systèmes vous permettra de choisir celui qui répondra le mieux à vos besoins d'impression et d'améliorer ainsi votre expérience d'impression 3D.
Composants d'un portique d'imprimante 3D
Le fonctionnement et les performances d'un portique d'imprimante 3D dépendent de ses composants. Voici quelques-uns des plus courants :
Rails et tiges:Ils servent de cadre au mouvement de la tête d'impression ou de l'extrudeuse, assurant ainsi la stabilité et la fluidité du mouvement dans les axes X, Y et parfois Z.
moteurs pas à pasCes moteurs précis déterminent le déplacement du portique sur les trois axes. Ils sont essentiels pour un positionnement et une superposition précis lors de l'impression.
Courroies et poulies:Les courroies et les poulies, principalement intégrées aux systèmes CoreXY, facilitent le transfert du mouvement du moteur pas à pas au portique, permettant ainsi des mouvements rapides et précis.
Roulements et chariots linéaires:Des composants comme ceux-ci permettent aux rails de glisser en douceur sans frottement en offrant un moyen de faciliter ce type de déplacement vers la tête d'impression.
Butées et capteurs de fin de course:C'est ce qui définit le point de départ de l'étalonnage du portique tout en garantissant qu'une tête d'impression ne s'éloignera pas de la zone d'impression définie.
Cadre:C'est une construction solide qui maintient toutes les parties principales du portique ensemble, assurant ainsi la stabilité pendant le processus d'impression avec un minimum de vibrations.
La compréhension de ces composants vous aide à entretenir efficacement le système de portique de votre imprimante 3D pour des impressions de haute qualité qui sont également fiables.
Comment se déplace le portique ?
Le mouvement du portique d'une imprimante 3D est hautement coordonné et implique plusieurs composants. Ce mouvement est assuré par des moteurs pas à pas qui convertissent les impulsions électriques en actions mécaniques précises. Ces moteurs sont couplés au portique par des courroies ou des vis-mères, qui assurent le mouvement selon des axes définis. Des rails et des tiges dirigent le mouvement du portique, tandis que des roulements linéaires et des chariots le maintiennent sur une trajectoire fluide et précise grâce à l'absence de frottement. De plus, les butées et les capteurs sont essentiels pour définir le point de départ du portique afin qu'il ne dépasse jamais sa zone d'impression. À cet égard, la compréhension de ces mécanismes contribue à optimiser les performances du portique pour la production d'impressions 3D de haute qualité.
Comment fonctionne un système de portique dans l’impression 3D ?
En impression 3D, un système de portique est un ensemble de composants mécaniques et électroniques permettant des mouvements précis de la tête d'impression dans le volume d'impression (zone d'impression). Les moteurs pas à pas reçoivent généralement des signaux numériques d'un contrôleur sous forme d'impulsions de courant électrique, qui les convertit séquentiellement en rotations individuelles pour entraîner des courroies ou des vis-mères qui transmettent ce mouvement aux portiques. Des rails et des tiges assurent la stabilité des trajectoires le long desquelles ces supports se déplacent, tandis que des roulements linéaires et des chariots garantissent l'absence d'accrocs et la précision des mouvements. Par exemple, des butées et des capteurs définissent le point de départ et marquent les limites ; ils maintiennent ainsi les espaces délimités lors d'événements tels que les déplacements hors des zones d'impression définies. Cet ensemble facilite le dépôt précis du matériau, ce qui permet d'obtenir des impressions 3D de haute qualité.
Le rôle des moteurs pas à pas
Les moteurs pas à pas sont indispensables en impression 3D, car ils permettent de contrôler avec précision le mouvement de la tête d'impression et de la plateforme de fabrication. Ce contrôle est obtenu en convertissant les impulsions électriques en pas mécaniques discrets. Contrairement aux moteurs traditionnels, les moteurs pas à pas se déplacent par incréments fixes, ce qui permet un positionnement précis sans système de rétroaction. Par exemple, en impression 3D, chaque couche doit être déposée avec une précision extrême pour garantir des résultats de haute qualité. C'est pourquoi les moteurs pas à pas sont si fiables qu'ils restent en position même hors tension, offrant ainsi un niveau de stabilité et de régularité accru pendant le processus d'impression.
Comprendre les mécanismes des rails et des wagons
Les mécanismes de rails et de chariots jouent un rôle fondamental dans une imprimante 3D, car ils permettent un guidage fluide et précis de ses mouvements. Ces mécanismes sont généralement constitués de rails linéaires, des rails rigides sur lesquels les chariots se déplacent. Des roulements linéaires intégrés aux chariots minimisent les frottements et permettent un mouvement précis de la tête d'impression ou du plateau de construction. La précision et l'exactitude globales d'une imprimante dépendent de la conception et de la qualité de ses rails et chariots. Grâce à des tolérances strictes et à un déplacement fluide, ces mécanismes permettent la création d'impressions 3D détaillées et de haute qualité.
Importance des axes : X, Y et Z
L'impression 3D repose fortement sur trois axes : X, Y et Z, qui délimitent la zone tridimensionnelle sur laquelle se déplace la tête d'impression ou le plateau de fabrication. Les axes X et Y gèrent les mouvements horizontaux : l'axe X gère normalement les mouvements de gauche à droite, tandis que l'axe Y gère les mouvements d'avant en arrière. L'axe Z gère les mouvements verticaux, permettant ainsi à la tête d'impression ou au plateau de fabrication de se déplacer vers le haut ou vers le bas. La précision de chaque couche lors de l'impression 3D dépend de la précision de ces axes ; c'est cette précision qui est nécessaire pour produire des modèles détaillés et de haute qualité. En travaillant ensemble le long de ces trois axes tridimensionnels, une imprimante 3D peut obtenir des représentations d'une précision étonnante de géométries complexes.
Date de publication : 23 décembre 2024