Tutorials // Mon imprimante sous-extrude, pourquoi?

9 September 2015

La sous-extrusion: définition

Quand l’imprimante ne parvient pas à fournir le débit de plastique demandé, on dit qu’elle sous-extrude. Quand cela arrive, l’impression présente des trous, des couches manquantes ou trop fines. Le remplissage présente également des trous ou des manques de matière et les couches ne sont pas correctement liées entre elles. Au bout d’un moment, la pression dans la tête va monter et le feeder va faire un saut arrière, ce comportement est normal et voulu, il empêche que le filament soit rongé et également que le moteur soit endommagé. Ce saut arrière est visible si on observe le feeder, on entend également un claquement assez bruyant.

Voici quelques photos avec différents cas de sous-extrusion:

 

Ci-dessous : Sous-extrusion dûe à une vitesse trop rapide

UnderExtrusion

Ci-dessous : Sous-extrusion dans l’infill dûe à une vitesse trop rapide

Infill

Ci-dessous : Sous-extrusion dûe à du filament emmêlé, le filament a ensuite été rongé

SpeedAndGrind

 

Les différentes causes possibles

Il y a une multitude de causes qui peuvent conduire à la sous extrusion, nous allons détailler chacune d’entre-elles.

1.Vitesse trop élevée

L’impression 3D prend du temps, parfois beaucoup de temps et on est souvent tenté de monter la vitesse d’impression pour que l’objet soit terminé plus rapidement. La vitesse trop élevée est une des causes les plus communes de sous-extrusion. On considère qu’une Ultimaker 2 doit pouvoir atteindre les 7mm3/s, il est possible de monter plus haut avec des imprimantes bien réglées. Pour calculer le débit, il faut multiplier la taille de la buse (en taille standard: 0.40mm) par la hauteur de couche et par la vitesse. Donc, par exemple, si on imprime des couches de 0.2mm à 50mm/s on aura un débit de 0.4 x 0.2 x 50 = 4mm3/s. Normalement, ces réglages devraient fonctionner sans problèmes avec une Ultimaker 2 en bon état de marche.

A noter aussi qu’une vitesse élevée sera souvent aussi la cause d’une qualité de finition moins bonne, donc patience! En général, j’imprime à des vitesses entre 20mm/s et 50mm/s. Si le but est d’imprimer un objet où la qualité n’est pas importante (prototypage rapide par exemple), il m’arrive parfois de monter à 80mm/s.

2.Température trop basse

La température de la buse est un paramètre primordial pour l’impression 3D. Elle varie en fonction des types de filaments et des couleurs mais aussi du débit demandé. Il y a une grosse corrélation entre le débit et la température d’extrusion. En effet, il est possible de réduire très fort la température pour une impression lente avec des couches fines. Par exemple pour des couches de 0.06mm à une vitesse de 30mm/s (débit de 0.4 x 0.06 x 30 = 0.72mm3/s) il est possible de réduire la température aux environs des 190°c pour le PLA (voir moins en fonction des marques de filaments).

Plus le débit augmente, moins le filament à le temps de se fluidifier dans la buse, il faut donc augmenter la température. Pour du PLA, on considère que la limite maximum se situe aux alentours de 240°c pour des débit supérieures à 10mm3/s. Si vous devez monter au delà pour des débits normaux, il y a un problème!

3.Filament rongé

Si le filament est rongé dans le feeder, c’est probablement le signe qu’il faut augmenter la tension dans celui-ci. Pour augmenter la tension dans le feeder d’origine, il faut utiliser une clé hexagonale et l’insérer dans le trou sur le coté droit du dessus du feeder. Il y a une différence dans le type de ressort selon la date de livraison de votre machine. Si elle à été livrée avant mars 2014, il faut faire en sorte que l’indicateur blanc soit sur le dessus. Si elle a été livrée après mars 2014, il faut que l’indicateur blanc soit au milieu.

Si la tension du feeder est bien réglée, et que le filament a du mal à passer pour une raison ou une autre, le feeder fera un saut arrière et le filament ne sera pas rongé.

Quand le filament est rongé, au bout d’un moment, le feeder n’arrive plus à avoir assez de “grip” sur le filament, il n’arrive plus à le faire avancer, du coup la sous-extrusion apparaît. Il se peut aussi que le morceau de filament rongé se coince dans le tube bowden et finisse par bloquer l’extrusion. Quand le filament est rongé, il faut le sortir, couper tout ce qu’il y a après l’endroit abîmé et ré-insérer le filament.

Ci dessous, du filament rongé:

GrindedFilament

4.Fin de la bobine de filament

Plus on s’approche de la fin de la bobine de filament, plus celui-ci a une courbure importante. Le problème de cette courbure est qu’elle va augmenter la friction dans le tube bowden. En règle générale, quand on arrive sur la fin de la bobine, il est conseillé de ralentir la vitesse d’impression afin d’éviter d’avoir de la sous-extrusion. On peut également le dérouler entièrement et tenter de diminuer la courbure en le redressant a la main.

5.Filament emmêlé

Il arrive que le filament soit emmêlé, parce-que vous l’avez mal remis après une impression ou, plus rarement pendant la mise en place sur la bobine à l’usine. Au bout d’un moment le filament va avoir de plus en plus de mal a se dérouler, ce qui va diminuer le débit et amener à la sous-extrusion. Ce n’est pas évident à voir sur la bobine mais si vous rangez vos filaments correctement, cela ne devrait pas arriver!

Quand vous enlevez la bobine de filament, faites en sorte que le bout du filament ne puisse pas se retrouver en dessous du reste, soit en le coinçant dans un trou de la bobine, soit en imprimant un clip pour filament qui permet de le maintenir en place.

6.Buse bouchée

Il est possible que la buse de l’imprimante commence à se boucher. Ca arrive par exemple si vous avez imprimé avec de l’ABS et que vous êtes ensuite passés sur du PLA. La température d’impression plus basse peut faire en sorte que certains résidus d’ABS restent dans la buse et ralentissent ou empêchent la sortie correcte du filament. Pour résoudre ce problème, dirigez vous vers ce tutoriel!

7.Isolateur Teflon déformé

Avant d’arriver à la buse, le filament doit passer par l’isolateur Teflon.  Cet élément peut se déformer au bout d’un temps variable en fonction des matières imprimées. Une fois démonté, faites passer un morceau de filament au travers de l’isolateur. Si vous sentez une friction ou un blocage, il est probablement temps de le changer. En cas d’urgence, il est toujours possible de le forer avec un foret de 3.2mm maximum, en attendant le remplacement de celui ci.

Ci desous, voici à quoi ressemble un Teflon déformé:

deformedTeflon

8.Diamètre du filament

La gamme Ultimaker travaille exclusivement avec du filament de 2.85mm de diamètre. Ce diamètre est très important et doit être respecté au maximum. On considère que le risque de sous-extrusion est faible jusque 3mm mais au delà, la probabilité de sous-extrusion augmente. Le filament plus gros va avoir plus de friction dans le tube bowden et dans l’isolateur Teflon.

De plus, un filament de bonne qualité avec un diamètre constant est toujours plus rentable. En effet, si il y a moins de problèmes il y a moins de déchets.

9.Jeu dans la roue du feeder

Dans le feeder, il y a une roue qui agrippe le filament pour le transporter dans le tube bowden. Cette roue est fixée sur l’axe du moteur pas à pas. Il se peut que la vis qui maintient la roue sur l’axe se dévisse et que la roue n’agrippe plus le filament aussi efficacement que prévu. Ceci aura pour effet d’amener moins de matière. Pour la resserrer, il faut démonter le feeder et utiliser une clé hexagonales pour remettre la vis en place.

Ce qu’il ne faut pas faire!

Quand votre imprimante sous-extrude, il ne faut surtout pas augmenter le flow. Imaginez que la buse de votre imprimante soit un couloir remplis de personnes qui se rétrécit pour se terminer en porte de sortie. Si l’afflux de personnes est important et qu’ils ont déjà des difficultés pour sortir, vous pouvez imaginer ce qui va arriverait si vous augmentiez encore le nombre de personnes dans le couloir!

Si vous arrivez à imprimer du PLA à 240°c à 20mm/s en couche de 60 microns, mais qu’en changeant un des 3 paramètres ça ne fonctionne plus, c’est qu’il y a un problème sous-jacent! La sous-extrusion est un phénomène anormal qu’il faut résoudre à la base.

La solution ?

Il faut d’abord diagnostiquer la cause, et ensuite appliquer la solution qui va avec. Commencez d’abord par exclure les causes les plus simples à tester: vitesse, température, tension du feeder, problèmes liés au filament. Si ce n’est pas une des celles-ci, procédez au nettoyage de la buse comme décrit dans ce tutoriel. En dernier recours, démontez la tête pour vérifier l’isolateur Teflon.

Si la sous-extrusion persiste, venez sur le forum Ultimaker et exposez votre cas à la communauté!

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