L'impression 3D CFF Markforged, un principe simple pour de hautes performances

La plateforme de fabrication additive a animé un webinaire mardi 14 avril dernier, avec Makrforged et 3DZ autour de l'impression 3D CFF (voir le replay). Découvrez une explication du principe et de ses fonctionnalités.

Allizé-Plasturgie a développé une plateforme de fabrication additive mettant à disposition des entreprises différents équipements 3D représentatifs des besoins actuels en fabrication additive polymère (prototypage, outillages, séries...) notamment pour conseiller et accompagner les industriels dans leurs choix technologiques. 

L'action "Plateforme de fabrication additive" est financée dans le cadre du Programme d’Investissements d’Avenir The plast to be, bénéficiant du soutien financier de la Région Auvergne Rhône-Alpes et de la Banque des Territoires pour le compte de l’Etat

L'imprimante 3D CFF présente au sein d'Allizé-Plasturgie

La machine présente au sein de la plateforme est une imprimante 3D Markforged Mark Two dont voici les caractéristiques techniques :

• Volume d’impression : 320 x 132 x 154 mm
• Filament plastique (matrice) : Onyx PA6 CF
• Fibre composite (renfort) : fibre de carbone, fibre de verre, Kevlar® et HSDT fibre de verre
• Résolution selon l’axe z : 100 microns

Nous vous invitons à découvrir cette technologie et tester ses possibilités au sein de la plateforme de fabrication additive d'Allizé Plasturgie. Retrouvez plus de détails sur les services proposés par la plateforme.

L'impression 3D CFF : un principe de fonctionnement simple d'utilisation

La dépose de fibre continue (Continuous Fiber Fabrication) est un terme inventé par Markforged pour le matériau et le processus d'impression 3D qu'ils ont développé.

La CFF fonctionne de la manière suivante : l'imprimante 3D utilise deux buses d'impression. La première buse fonctionne comme un processus de FFF classique, elle dépose un filament plastique qui forme l'enveloppe extérieure et la matrice interne de la pièce. La seconde buse dépose des renforts continus (fibre de carbone, fibre de verre ou Kevlar®) sur chaque couche. Ces derniers ajoutent de la résistance à l'objet construit qui devient comparable à des pièces en métal. Par exemple, une pièce en PA6 renforcée en fibre de carbone continue a des performances mécaniques similaires à une pièce aluminium pour un poids bien inférieur.

Cette technologie d'impression 3D à fibres continues permet de réaliser des pièces en remplissant seulement leurs contours, tandis qu’une matière standard même renforcée en fibres courtes nécessiterait un remplissage interne complet des pièces.

Le panel des matériaux 3D disponibles

• Onyx PA6 CF : il représente la matrice des pièces imprimées par CFF, c’est un mélange de polyamide et de fibre de carbone. Ce dernier peut être utilisé seul ou avec les fibres continues suivantes afin de le renforcer. Ses applications vont du simple outillage à des pièces fonctionnelles.
• Fibre de carbone : c'est la fibre la plus rigide avec un rapport résistance / poids très élevé. Elle est idéale pour des pièces où la rigidité est un critère d’importance comme les bras robotiques, les outils de formage ou les pièces fonctionnelles.
• Fibre de verre : il s'agit d'une fibre peu coûteuse et 11 fois plus rigide que l’ABS, utilisée pour améliorer les caractéristiques de pièces imprimées à la fois pour les prototypes ou pièces fonctionnelles.
• Kevlar® : résistant et léger, il peut se plier plus loin que n’importe quelle autre fibre. Le Kevlar® dispose également d'une résistance au pincement répété et est idéal pour concevoir des pièces fonctionnelles supportant des chocs telles que les mâchoires souples. 
• HSHT fibre de verre : HDT et résistance aux chocs très élevés. Elle est utilisée pour des pièces résistantes aux chocs et à la chaleur comme les appareils de soudage, les inserts de moule ou encore les moules thermodurcissables.

Les graphiques ci-dessous permettent de visualiser les caractéristiques mécaniques obtenues en utilisant ces différents matériaux.

Contrainte de flexion en fonction de la déformation pour les matériaux CFF

Les performances de la technologie d'impression 3D CFF

• Obtention de pièces aussi résistantes que l’aluminium avec un poids jusqu’à 40% inférieur
• Utilisation de renforts permettant d’obtenir des caractéristiques mécaniques très élevées
• Bon aspect de surface
• Fiabilité des pièces à long terme
• Tenue dimensionnelle des pièces et répétabilité sur les sections de taille moyenne.

Vous souhaitez découvrir comment renforcer des pièces avec le technologie d'impression 3D composites Markforged ? Consultez le replay de notre dernier webinaire pour décrypter comment concevoir des pièces à haute tenue mécanique.