Comprendre les causes courantes des échecs en Impression 3D

L’impression 3D est une technologie fascinante qui permet de concrétiser des idées complexes. Cependant, tout maker, du débutant à l’expert, a un jour été confronté à la frustration d’un échec d’impression. Ces problèmes, qu’il s’agisse de couches décalées, d’adhérence ratée ou de spaghetti de plastique, sont une partie intégrante du processus d’apprentissage. Plutôt que de les voir comme des obstacles, il faut les considérer comme des opportunités de comprendre votre machine et d’affiner vos compétences.

Comprendre les causes courantes de ces échecs est la clé pour les prévenir et les corriger. Voici les problèmes les plus fréquents en impression 3D FDM (Fused Deposition Modeling) et comment y remédier.

C’est l’un des problèmes les plus courants et souvent le premier défi pour les débutants. La pièce ne colle pas correctement au plateau ou se décolle et se déforme pendant l’impression.

• Symptômes : La première couche ne colle pas, les bords de la pièce se soulèvent (warping), la pièce entière se détache du plateau.
• Causes possibles :
  • Plateau mal nivelé : Si le plateau n’est pas plat ou si la distance entre la buse et le plateau n’est pas uniforme, la première couche n’adhérera pas correctement partout.
  • Température du plateau insuffisante : Certains matériaux (comme l’ABS) nécessitent un plateau chauffé pour éviter le « warping » (déformation due au refroidissement).
  • Surface d’adhérence inadequate : Plateau sale ou non préparé (pas de laque, colle, PEI, etc.).
  • Courants d’air / Changements de température : Un environnement froid ou des courants d’air peuvent provoquer un refroidissement trop rapide de la pièce, entraînant un rétrécissement et un décollement.
  • Mauvaise première couche : Vitesse d’impression trop rapide pour la première couche, hauteur de couche trop élevée ou trop basse.
• Solutions :
  • Nivellement précis du plateau : Effectuez un nivellement manuel ou automatique rigoureux avant chaque impression importante.
  • Optimisez la température du plateau : Consultez les recommandations du fabricant pour le filament utilisé.
  • Préparez la surface : Utilisez de la laque, de la colle en bâton (UHU, Pritt), un revêtement PEI, ou un BuildTak pour améliorer l’adhérence. Nettoyez régulièrement le plateau avec de l’alcool isopropylique.
  • Créez un environnement stable : Utilisez un caisson d’impression si possible, ou évitez les courants d’air.
  • Ajustez les paramètres de la première couche : Ralentissez la vitesse, assurez une hauteur de couche appropriée (souvent légèrement écrasée). Utilisez un Brim ou un Raft dans votre trancheur pour augmenter la surface d’adhérence.

Ces problèmes affectent la quantité de filament déposée, résultant en des couches incomplètes ou excessives.

• Symptômes :
  • Under-Extrusion : Manque de matière, couches manquantes, trous dans l’impression, lignes fines et fragiles, espacements entre les lignes.
  • Over-Extrusion : Excès de matière, bosses, surépaisseur, bavures, détails noyés, dimensions imprécises.
• Causes possibles :
  • Under-Extrusion : Buse partiellement bouchée, diamètre du filament incorrectement réglé dans le trancheur, température d’extrusion trop basse, tension du galet d’extrudeur insuffisante, nœud dans la bobine.
  • Over-Extrusion : Diamètre du filament incorrectement réglé, débit (flow rate) trop élevé dans le trancheur, température d’extrusion trop élevée.
• Solutions :
  • Nettoyez la buse : Procédez à un « cold pull » ou utilisez une aiguille de nettoyage.
  • Vérifiez le diamètre du filament : Mesurez-le avec un pied à coulisse et entrez la valeur exacte dans votre trancheur.
  • Ajustez les températures : Faites des tours de température (temp towers) pour trouver la température idéale pour votre filament.
  • Calibrez l’extrudeur (e-steps) : Assurez-vous que l’extrudeur pousse la bonne quantité de filament.
  • Ajustez le débit (Flow Rate) : Diminuez-le pour l’over-extrusion, augmentez-le légèrement pour l’under-extrusion.

La pièce semble s’être « décalée » horizontalement à un certain point de l’impression, créant un escalier ou un déplacement de la forme.

• Symptômes : L’objet imprimé présente des marches ou des décalages abrupts sur l’axe X ou Y.
• Causes possibles :
  • Courroies desserrées ou mal tendues : Les courroies qui contrôlent le mouvement des axes ne sont pas assez tendues, provoquant des glissements.
  • Vitesse d’impression trop élevée : Les moteurs n’arrivent pas à suivre les mouvements demandés.
  • Accélérations et Jerk trop élevés : Paramètres qui déterminent la rapidité des changements de vitesse des mouvements.
  • Obstruction physique : La buse ou la pièce heurte un obstacle (par exemple, une partie de la pièce qui s’est légèrement soulevée).
  • Problème de moteur pas à pas : Surchauffe ou alimentation insuffisante.
• Solutions :
  • Vérifiez et tendez les courroies : Elles doivent être tendues mais pas trop.
  • Réduisez la vitesse d’impression : Surtout pour les impressions complexes ou de grande taille.
  • Diminuez les valeurs d’accélération et de jerk : Dans les réglages de votre trancheur.
  • Assurez un chemin dégagé : Vérifiez qu’il n’y a pas de câbles ou d’éléments qui peuvent gêner le mouvement.

De fins filaments de plastique apparaissent entre les différentes parties de la pièce, ressemblant à des toiles d’araignée.

• Symptômes : Présence de fils de plastique sur l’objet là où l’extrudeur se déplace sans imprimer.
• Causes possibles :
  • Paramètres de rétraction incorrects : La rétraction est censée « aspirer » un peu de filament dans la buse pendant les déplacements.
  • Température d’extrusion trop élevée : Le filament est trop liquide et s’échappe de la buse.
  • Vitesse de déplacement (travel speed) trop lente : Le filament a plus de temps pour s’échapper.
• Solutions :
  • Augmentez la distance de rétraction : Par petites étapes (ex: +0.5 mm).
  • Augmentez la vitesse de rétraction : Par petites étapes (ex: +5 mm/s).
  • Diminuez la température d’extrusion : Testez par paliers de 5°C.
  • Augmentez la vitesse de déplacement : Pour que la buse se déplace plus vite entre les points.
  • Vérifiez l’humidité du filament : Un filament humide peut provoquer du stringing.

L’impression est rugueuse, présente des artefacts, ou les petits détails ne sont pas nets.

• Symptômes : Lignes irrégulières, surface rugueuse, « ghosting » (échos de motifs), détails flous ou absents.
• Causes possibles :
  • Vibrations de l’imprimante : Machine instable, vis desserrées, surface de pose bancale.
  • Vitesse d’impression trop élevée : Surtout pour les petits détails.
  • Refroidissement insuffisant : Particulièrement pour les petits détails ou les surplombs.
  • Buse usée ou endommagée.
  • Flow Rate incorrect.
• Solutions :
  • Stabilisez votre imprimante : Placez-la sur une surface stable et vérifiez toutes les vis.
  • Réduisez la vitesse d’impression : Ralentissez pour les détails ou toute la pièce si nécessaire.
  • Vérifiez le ventilateur de pièce : Assurez-vous qu’il fonctionne correctement et qu’il est bien dirigé.
  • Remplacez la buse : Si elle est ancienne ou endommagée.
  • Calibrez votre débit (Flow Rate).

Les supports sont essentiels pour imprimer des surplombs et des géométries complexes, mais leur mauvaise gestion peut entraîner des échecs.

• Symptômes : Supports difficiles à retirer, marques importantes sur la pièce, échec du support qui s’effondre, ou qualité médiocre de la surface en contact avec le support.
• Causes possibles :
  • Mauvais réglages des supports : Densité trop élevée, distance Z ou XY par rapport à la pièce mal ajustée, interface support/pièce trop fine ou trop épaisse.
  • Structure des supports inadaptée : Supports trop fins, instables, ou mal positionnés pour la géométrie de la pièce.
  • Vitesse d’impression des supports trop rapide : Affecte leur stabilité.
  • Matériau des supports non optimisé : Par exemple, l’utilisation de supports solubles (PVA) peut simplifier le post-traitement mais nécessite des conditions de stockage spécifiques.
• Solutions :
  • Ajustez la densité et le motif des supports : Une densité plus faible permet un retrait plus facile. Les motifs linéaires ou en zigzag sont souvent plus simples à enlever.
  • Optimisez les distances de séparation :
    • Distance Z (Verticale) : C’est l’écart entre le haut du support et le bas de la pièce. Une distance trop faible rend le support difficile à retirer ; trop grande, la surface de la pièce sera rugueuse. Une distance équivalente à une ou deux couches est souvent un bon point de départ.
    • Distance XY (Horizontale) : C’est l’écart latéral entre le support et le bord de la pièce. Ajustez-la pour faciliter le retrait sans compromettre le support.
  • Utilisez des supports « Tree » (arborescents) : Certains trancheurs proposent des supports en forme d’arbre qui sont plus faciles à retirer et utilisent moins de matière.
  • Activez la « Support Interface » : Une couche dense imprimée au sommet du support pour créer une surface plus uniforme contre la pièce.
  • Réduisez la vitesse d’impression des supports : Cela améliore leur stabilité.
  • Considérez les doubles extrudeuses : Si votre imprimante en a une, utilisez un matériau de support soluble (comme le PVA ou le HIPS) qui peut être dissous après l’impression, laissant une surface parfaite.

Chaque échec d’impression est une leçon. Notez les paramètres que vous modifiez et les résultats obtenus. Ne vous découragez pas ! Avec de la pratique, de la persévérance et une bonne compréhension des principes de base, vous transformerez rapidement ces « échecs » en « réussites d’apprentissage », et vos impressions 3D deviendront de plus en plus parfaites.

Bonne impression !