Impression 3D et rétractation

Vous souhaitez découvrir tout ce qu’il y a à savoir sur la rétractation dans le cadre de l’impression 3D. Chez Imprimy, nous sommes présents pour répondre à toutes vos questions.

Le réglage de la rétractation de votre imprimante 3D est essentiel afin de prévenir certains défauts d’impression, notamment ceux liés à des filaments humides.

Qu’est-ce que la rétractation en impression 3D ?

La rétractation est le réglage de l’impression 3D définissant le recul du filament qui rejoint l’extrudeur. La rétractation doit s’adapter à tout un ensemble de facteurs spécifiques.

Le fonctionnement de la rétractation dans l’impression 3D

La rétractation en impression 3D est le mécanisme qui réduit l’apparition de fils et de bavures lorsque la buse se déplace sans extruder de filament. Durant un déplacement n’entraînant pas d’impression, votre imprimante remonte très légèrement le filament en arrière dans l’extrudeur avant de le repousser vers la buse une fois que l’extrusion reprend. Ce processus permet de réduire le suintement du matériau et améliore la netteté de vos impressions 3D.

L’efficacité de la rétractation dépend de plusieurs paramètres, comme la distance et la vitesse de rétractation, qui varient en fonction du type d’imprimante 3D que vous possédez (direct drive ou Bowden) ou bien encore le matériau que vous utilisez. Vous devez donc veiller à régler précisément votre rétractation pour éviter à la fois le « stringing » et la sous-extrusion.

Les objectifs de la rétractation de votre imprimante 3D

Les principaux objectifs de la rétractation en impression 3D sont d’améliorer la qualité de vos impressions en réduisant les défauts provoqués par les déplacements de la buse. Elle permet d’éviter les fils qui apparaissent lorsque du filament continue de s’écouler involontairement entre deux zones d’impression. Ce réglage contribue également à limiter les bavures et les gouttelettes qui peuvent dégrader l’aspect final de votre pièce.

Un bon réglage de la rétractation de votre imprimante 3D aide aussi à prévenir la sur-extrusion et à maintenir une meilleure précision dimensionnelle. Enfin, elle optimise le flux de matière, garantissant une extrusion fluide et homogène, essentielle pour obtenir des pièces propres et détaillées.

La rétractation en fonction d’autres paramètres d’impression 3D

La rétractation en impression 3D est étroitement liée à d’autres paramètres d’impression 3D. La température d’extrusion joue un rôle clé : si cette température est trop élevée, le filament devient trop fluide et risque de suinter davantage, tandis qu’une température trop basse peut provoquer de la sous-extrusion.

La vitesse d’impression et la vitesse de rétractation doivent être bien calibrées pour éviter un retrait trop lent, qui serait inefficace, ou trop rapide, qui pourrait entraîner un bouchage de la buse de votre imprimante 3D. Le type d’extrudeur est aussi déterminant : une configuration Bowden nécessite généralement une distance de rétractation plus élevée qu’un système direct drive, en raison de la longueur du tube PTFE.

Enfin, le matériau utilisé influence fortement la rétractation : les filaments souples (comme le TPU) nécessitent souvent une rétractation minimale pour éviter les bourrages, tandis que les PLA, PETG et ABS ont chacun des réglages spécifiques pour limiter le stringing et optimiser la qualité finale de votre impression 3D.

Quels sont les problèmes courants liés à une mauvaise rétractation ?

Les principaux problèmes associés à la rétractation sont la sous-rétractation ainsi que la sur-rétractation.

La sous-rétractation

La sous-rétractation en impression 3D se produit lorsque la rétractation du filament est insuffisante. Cela entraîne différents défauts d’impression 3D. Le symptôme le plus courant de la sous-extrusion est l’apparition de fils fins entre les différentes parties imprimées. Ce défaut est causé par un suintement excessif du filament lors des déplacements de la buse. D’autres signes de sous-extrusion peuvent inclure la présence de gouttelettes sur la surface de l’objet ou des bavures aux points de reprise de l’extrusion.

La sous-rétractation peut aussi être due à une distance de rétractation trop faible, une vitesse de rétractation trop lente, ou une température d’impression trop élevée, rendant le matériau trop fluide. 

Pour corriger ce problème, vous pouvez augmenter progressivement la distance de rétractation, accélérer la vitesse de retrait du filament ou bien encore réduire légèrement la température d’extrusion. Dans tous les cas, vous ne devez pas hésiter à effectuer des tests après chaque modification des paramètres pour éviter d’entraîner une sur-rétractation ainsi que des problèmes de sous-extrusion.

La sur-rétractation

La sur-rétractation d’une imprimante 3D se produit lorsque la rétractation du filament est trop importante. Cela peut entraîner certains problèmes tels que des trous ou une absence de matière dans l’impression. Cela se produit souvent lorsque la buse retire trop de filament pendant la rétractation, ce qui empêche une extrusion fluide lorsque l’impression 3D reprend. D’autres symptômes incluent des bouchages fréquents de la buse ou un déplacement plus difficile du filament dans l’extrudeur.

La sur-rétractation peut également être causée par une distance de rétractation trop longue, une vitesse de rétractation trop élevée, ou une température d’impression trop basse, ce qui rend le filament trop rigide et difficile à extruder correctement. 

Pour résoudre ce problème, vous devez essayer de réduire la distance de rétractation, de diminuer la vitesse de rétractation, ou d’ajuster légèrement la température d’extrusion pour améliorer le flux de filament et éviter de créer des zones d’impression insuffisamment remplies.

Comment bien régler la rétractation de vos impressions 3D ?

Pour optimiser la qualité d’impression 3D, réglez précisément la longueur de rétractation, la vitesse de rétractation, et la température d’impression de votre imprimante 3D.

Les ajustements de la distance de rétractation

Bien ajuster la distance de rétractation de votre imprimante 3D est crucial pour optimiser sa qualité et éviter l’apparition des défauts présentés précédemment. La distance de rétractation détermine de combien de millimètres le filament est retiré dans l’extrudeur lorsqu’aucune extrusion n’est effectuée pendant les déplacements de la buse. Si cette distance est trop faible, le filament peut continuer à suinter, tandis que si elle est trop grande, il peut y avoir des manques de matière au moment où l’impression reprend.

L’ajustement de la distance de rétractation varie en fonction du type d’extrudeur installé sur votre imprimante 3D: 

• pour un système direct drive, la distance de rétractation est généralement plus courte, autour de 1 à 2 mm, en raison de la proximité du moteur d’extrusion, 
• pour un système Bowden, la distance peut être plus longue, autour de 4 à 7 mm, car le filament doit parcourir une plus grande distance dans le tube PTFE.

La distance de rétractation va également varier en fonction du matériau utilisé dans le cadre de votre impression. Vous ne devez pas hésiter à réaliser des tests de rétractation pour affiner la distance de rétractation de votre machine, et garantir la meilleure qualité possible pour vos impressions 3D.

Le réglage de la vitesse de rétractation

Un bon réglage de la vitesse de rétractation de votre imprimante 3D permet d’éviter le stringing tout en garantissant une extrusion fluide. Si la vitesse de rétractation est trop faible, le filament peut ne pas se retirer assez rapidement, ce qui entraîne un suintement excessif entre les déplacements de la buse. À l’inverse, une vitesse trop élevée peut provoquer des bouchages ou des sauts de matière en raison d’une pression trop forte dans l’extrudeur.

En règle générale, la vitesse de rétractation varie entre 20 mm/s et 100 mm/s, selon le type d’imprimante et de filament. Pour les extrudeurs Bowden, des vitesses plus élevées peuvent être nécessaires (autour de 40-60 mm/s), tandis que pour les extrudeurs direct drive, des vitesses plus faibles (environ 20-30 mm/s) peuvent suffire. 

Dans tous les cas, vous devez tester ces valeurs pour trouver l’équilibre optimal, en fonction des caractéristiques du filament et des résultats souhaités pour votre machine.

L’influence de la température d’impression 3D sur la rétraction

La température d’impression participe à faire varier la rétractation en impression 3D. Lorsque la température d’extrusion est trop élevée, le filament devient plus fluide, ce qui peut entraîner un suintement excessif du matériau pendant les déplacements de la buse, augmentant ainsi le risque de stringing. Dans ce cas, une rétractation plus importante peut être nécessaire pour compenser la fluidité du filament.

À l’inverse, si la température est trop basse, le filament devient plus rigide et peut se bloquer ou se déformer dans la buse, ce qui réduit l’efficacité de la rétractation et peut provoquer de la sous-extrusion. 

Vous devez donc trouver la température idéale pour chaque matériau : 

• entre 190°C et 220°C pour le PLA, 
• entre 230°C à 250°C pour l’ABS,
• …

Les paramètres avancés de la rétractation

Les paramètres avancés de rétraction permettent de fine-tuner l’impression 3D pour résoudre des problèmes spécifiques comme les fils (stringing), les bavures, En modifiant les paramètres avancés de rétractation de votre imprimante 3D, vous pouvez résoudre certains problèmes spécifiques comme le stringing, les bavures, ou les blobs. Parmi ces paramètres, vous pouvez retrouver :

• Coasting : Cette fonction arrête légèrement l’extrusion avant que la buse ne se déplace, ce qui aide à réduire l’excédent de filament qui pourrait s’écouler après la fin de l’impression de chaque segment. Cela évite les gouttelettes et les blobs en minimisant le suintement de matière.
• Wipe : Ce paramètre consiste à faire passer la buse sur la surface de l’impression avant de commencer un nouveau trajet, afin de « nettoyer » l’extrémité du filament et de réduire l’apparition de fils. Cela peut être particulièrement utile pour les matériaux qui ont tendance à s’accumuler sur la buse.
• Z-hop (ou « Lift ») : Le Z-hop consiste à soulever légèrement la buse lorsqu’elle se déplace d’une zone à l’autre sans imprimer, afin d’éviter qu’elle ne touche ou n’endommage l’impression en cours. Ce paramètre est utile, surtout pour les impressions à haute résolution ou lorsque la rétractation n’est pas suffisante pour empêcher la buse de toucher les parties déjà imprimées.
• Rétractation Extra Prime Amount : Ce paramètre ajoute un peu plus de filament après la rétractation pour compenser toute perte de matière due à la rétractation et améliorer la continuation de l’extrusion. Il peut être ajusté pour corriger une sous-extrusion ou une reprise trop lente.
• Combing Mode : Ce réglage empêche la buse de se déplacer au-dessus des zones non imprimées, ce qui limite les déplacements inutiles dans l’air et donc la possibilité de stringing. Le combing permet à la buse de se déplacer uniquement au-dessus des parties déjà imprimées, minimisant ainsi les défauts visuels.

Ces paramètres avancés vous permettent de mieux contrôler le flux de filament et d’ajuster le comportement de l’imprimante pour des résultats plus nets, précis et esthétiquement réussis, tout en réduisant les défauts liés à la rétractation.

Quels sont les tests et calibrations à réaliser pour optimiser la rétractation de votre imprimante 3D ?

Pour réduire les effets négatifs d’une mauvaise rétractation, vous ne devez pas hésiter à réaliser des tests spécifiques afin d’optimiser vos différents réglages.

L’impression de tests spécifiques

Pour optimiser les paramètres de rétractation de votre imprimante 3D et améliorer la qualité de vos impressions, vous devez réaliser certains tests spécifiques. Ces tests permettent d’évaluer l’efficacité des réglages de rétractation, notamment la distance, la vitesse et la température, tout en identifiant les problèmes comme le stringing, les blobs ou la sous-extrusion. Voici quelques tests fréquemment utilisés :

• Test de stringing ou tour de rétractation : vous devez imprimer un petit modèle, souvent en forme de tour, avec des déplacements non imprimés fréquents pour observer la présence de fils fins entre les différentes sections. Ce test vous permet d’ajuster la distance et la vitesse de rétractation, ainsi que la température d’impression, pour éviter les fils indésirables.
• Test de blobs et de gouttes : ce test consiste à imprimer un petit modèle où l’imprimante effectue plusieurs extrusions successives, permettant de vérifier si des blobs (gouttes de filament) apparaissent à chaque transition. Il est nécessaire pour ajuster la fonction coasting ou la vitesse d’extrusion de votre imprimante 3D.
• Test de sur/sous-extrusion : ce test se déroule grâce à l’impression des couches simples et la vérification si la surface est lisse et régulière. Si la surface présente des trous ou des zones sous-extrudées, il faudra ajuster les paramètres d’extrusion et de rétractation.
• Test de rétractation Z-hop : Si vous avez des problèmes de bavures dues aux déplacements de la buse, un test de Z-hop permet de vérifier si l’élévation de la buse lors des déplacements sans extrusion évite les contacts indésirables avec l’impression en cours.

Ces différents tests vous permettent de calibrer précisément chaque paramètre de rétractation en fonction des matériaux utilisés et des spécifications de l’imprimante. Une fois les ajustements effectués à partir de ces tests, il est recommandé de réaliser un test complet d’impression sur un objet plus grand pour vérifier les résultats sur toute la pièce.

L’ajustement itératif des paramètres de votre imprimante 3D

L’ajustement itératif des paramètres est une méthode clé pour affiner les réglages de rétractation de votre imprimante 3D et obtenir des impressions 3D de haute qualité. Cette approche consiste à effectuer de petits ajustements successifs des paramètres, puis à tester chaque changement en imprimant un modèle de test. L’idée est de procéder étape par étape, en observant les résultats de chaque modification, afin de trouver les réglages optimaux pour une rétractation sans défauts.

• Commencer par les paramètres de base : Il est recommandé de commencer par définir des valeurs standard pour la distance et la vitesse de rétractation, selon le type d’imprimante et de filament. Par exemple, une distance de rétractation initiale de 4 à 6 mm et une vitesse de rétractation d’environ 30 mm/s peuvent servir de point de départ pour de nombreux matériaux comme le PLA.
• Test et observation des résultats : Après chaque impression de test, examinez attentivement la pièce pour identifier les défauts, comme le stringing, les blobs ou les trous. Si vous observez des fils entre les parties imprimées, vous devrez probablement augmenter la distance de rétractation ou réduire la température d’impression.
• Ajuster progressivement les paramètres : Si un problème est détecté, ajustez les paramètres de manière incrémentale. Si des fils apparaissent, essayez d’augmenter légèrement la distance de rétractation ou d’accélérer la vitesse de rétractation. Si des blobs sont présents, le paramètre coasting peut nécessiter un ajustement. N’oubliez pas que chaque changement doit être suivi d’un nouveau test pour évaluer son efficacité.
• Équilibrer tous les paramètres : Il est important de ne pas ajuster un seul paramètre sans prendre en compte les autres. Une rétractation plus grande peut nécessiter une température plus basse, ou une vitesse de rétractation plus élevée peut affecter la fluidité du filament. L’ajustement doit toujours être équilibré en fonction des tests et des observations.
• Consigner les paramètres : Au fur et à mesure que vous effectuez ces ajustements, notez les paramètres et les résultats pour chaque test. Cela vous permet de revenir facilement aux réglages qui ont donné les meilleurs résultats et d’éviter les erreurs futures.

L’ajustement itératif des paramètres est donc une démarche systématique qui, bien que demandant du temps, permet d’optimiser la qualité d’impression et de réduire les erreurs liées à la rétractation pour chaque type de filament et imprimante.

Conclusion : Impression 3D et rétractation

En conclusion, la rétractation est un aspect essentiel de l’impression 3D qui joue un rôle clé dans la qualité finale des objets imprimés. Un réglage précis de la rétractation permet d’éviter des problèmes comme les fils, les blobs et les bavures, et contribue à garantir des impressions plus nettes, plus détaillées et esthétiquement réussies.

Les paramètres de rétractation tels que la distance, la vitesse, et la température d’impression doivent être soigneusement ajustés en fonction de l’imprimante, du type de filament, et du modèle spécifique. L’ajustement itératif des paramètres à travers des tests spécifiques est une approche efficace pour affiner les réglages et obtenir des résultats optimaux.

En maîtrisant la rétractation de votre imprimante 3D, vous améliorez non seulement la qualité esthétique de vos impressions, mais aussi la fiabilité et la précision des pièces produites.

Image générée par DALL·E, un modèle d’intelligence artificielle développé par OpenAI.

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