FDM

Le dépôt de matière fondue (FDM) construit des objets solides en extrudant du thermoplastique fondu à travers une buse mobile sur une plateforme de fabrication. Le matériau refroidit et se solidifie immédiatement, se liant à la couche inférieure. La buse trace un motif dans le plan horizontal, puis la plateforme s'abaisse et le processus se répète. Cet empilement de couches minces, généralement de 0,1 à 0,3 mm d'épaisseur, forme la pièce complète de bas en haut.

Les matériaux d'alimentation les plus courants sont le polylactide (PLA) et l'acrylonitrile butadiène styrène (ABS). Le PLA est plus facile à imprimer, fond à environ 190, 220 degrés Celsius et produit moins de déformation. L'ABS nécessite des températures plus élevées (240, 250 degrés Celsius), exige une plateforme de fabrication chauffée pour éviter les fissures lors du refroidissement, et donne des pièces plus résistantes et chimiquement plus stables. Des polymères spécialisés comme le nylon et les composites renforcés de fibres de carbone sont disponibles mais demandent un contrôle machine plus précis et des températures d'extrusion plus élevées.

La pièce fabriquée présente des lignes de couche visibles et des vides internes là où le matériau de support remplissait auparavant la géométrie en surplomb. Les structures de support sont nécessaires pour toute caractéristique qui s'étend horizontalement au-delà du matériau inférieur; elles sont imprimées à partir du même polymère ou d'un polymère soluble dans l'eau et retirées par la suite. Le compromis entre l'efficacité du matériau et la résistance de la pièce est constant: les motifs de remplissage plus denses (60, 100 pour cent) créent des pièces plus solides mais consomment plus de matériau et prolongent le temps d'impression; un remplissage clairsemé (10, 20 pour cent) économise du matériau mais produit des coques fragiles.

Le FDM excelle dans la production de prototypes fonctionnels, de gabarits, de montages et de pièces d'utilisation finale à faible volume où les tolérances dimensionnelles n'ont pas besoin d'être extrêmement serrées. La précision dimensionnelle typique est de ±0,5 mm pour les caractéristiques de plus de 10 mm. La finition de surface est rugueuse par rapport au moulage par injection ou à l'usinage CNC, avec des stries visibles le long de la direction de déplacement. L'épaisseur de paroi, le diamètre de la buse (généralement 0,4 ou 0,6 mm) et la hauteur de couche interagissent tous pour déterminer la taille minimale des caractéristiques que la machine peut résoudre.

La méthode est également appelée impression 3D par extrusion et fabrication de filaments fondus (FFF), cette dernière étant une variante open source. Le FDM se situe dans la gamme des coûts et des vitesses inférieurs du spectre de la fabrication additive, concurrençant la stéréolithographie (SLA) pour la vitesse de prototypage et le moulage par injection pour la production en petites séries. Contrairement à la SLA, qui utilise de la résine liquide et de la lumière UV, le FDM ne nécessite pas d'élimination de produits chimiques humides et produit des pièces sèches et inertes immédiatement après l'impression.