Extrusion Bowden ou Directe laquelle choisir ? Extrusion Bowden ou Directe laquelle choisir ?

Les types d'alimentation des imprimantes 3D - Extrudeur Direct Drive et Bowden

Vous avez décidé de franchir le pas et d’acquérir une imprimante 3D à dépôt de filament fondu (FDM) ? Et lors de vos recherches vous voyez constamment les mots Extrusion, bowden et direct drive qui reviennent sans savoir ce dont il s’agit ? Atome3D revient sur ces définitions pour vous aider à mieux choisir votre machine.

Qu’est-ce qu’un extrudeur ?

Les imprimantes 3D sont des machines très polyvalentes qui peuvent être utilisées pour créer une grande variété de pièces, de prototypes et même d'outils. Ces machines ont considérablement évolué au fil des ans, avec de nouvelles fonctionnalités, technologies et méthodes de fabrication qui permettent d'obtenir des résultats plus précis et plus cohérents. Parmi les choix importants à faire lors de l'achat ou de la mise à niveau d'une imprimante 3D, il y a celui entre un extrudeur bowden et un direct drive. 

Un extrudeur est un composant clé de toute imprimante 3D, qui sert à pousser le filament à travers la buse pour créer des pièces. Autrement dit, l’extrudeur assure l’alimentation du filament dans la tête d’impression. Les deux types d'extrudeurs les plus couramment utilisés sont les extrudeurs Bowden et les extrudeurs direct drive. La principale différence entre les deux est la façon dont ils transmettent le filament à la hotend (tête chauffante) et la buse d'impression.

C’est quoi un extrudeur Bowden ?

Dans un extrudeur Bowden, le moteur d'entraînement du filament est situé à l'extérieur de l'extrudeur, généralement près du châssis de l'imprimante. On parle aussi de moteur déporté. Le filament est poussé à travers un tube en PTFE (polytétrafluoroéthylène) qui relie l'extrudeur à la buse d'impression. Le tube en PTFE permet de guider le filament jusqu'à la buse avec précision et fluidité, en minimisant les vibrations, les frictions et en améliorant la qualité et de l'impression. 

Avantages et inconvénients de l’extrudeur Bowden:

Avantages de l'extrudeur Bowden :

• • Diminution du poids de la tête d’impression : Étant donné que le moteur d'entraînement est situé à l'extérieur de l'extrudeur, le poids de celui-ci est réduit, ce qui permet des mouvements plus rapides et plus fluides. A ajouter que l’entretien de l’extrudeur est plus simple.
• • Possibilité d'imprimer à grande vitesse : Les extrudeurs Bowden sont généralement préférés pour les impressions à haute vitesse. Du fait de leurs poids réduits, la masse totale de leur tête d’impression est plus faible et donc plus facile à déplacer pendant l’impression.
• • Contrôle plus précis du filament : Le tube en PTFE qui guide le filament vers la buse permet un meilleur contrôle du filament, ce qui peut améliorer la qualité de l'impression et réduire les vibrations.

Inconvénients de l'extrudeur Bowden :

• • Limitation des filaments : C’est ce qui est principalement reproché à ce type d’extrusion. Les extrudeurs Bowden ont des limitations en ce qui concerne les types de filaments qu'ils peuvent utiliser. Les filaments plus flexibles comme le TPU ou le TPC peuvent être difficiles à pousser à travers le PTFE car ils peuvent se “tasser”. Les filaments semi-flexibles sont cependant plus permissifs pour les extrudeurs Bowden. Aussi, les filaments abrasifs peuvent s’user davantage dans le tube et sont donc peu recommandés.
• • Un moteur qui nécessite plus de puissance : Le filament devant être entraîné sur toute la longueur du tube, il faut une certaine puissance de la part du moteur pour acheminer correctement le filament jusqu’à la tête d’impression.

 

Qu’est-ce que le Direct Drive ?

Une extrusion directe signifie que le filament est directement relié à la tête d’impression. Le moteur d'entraînement est intégré à l'extrudeur lui-même, situé juste au-dessus de la buse. Contrairement à un extrudeur bowden qui se veut en deux parties, le Direct Drive ne forme qu’un seul bloc comprenant:

• • Le moteur de l’extrudeur qui va entraîner le filament.
• • La hotend qui est la partie chauffante qui fera fondre le matériau
• • La buse d’impression par laquelle sortira le filament pour imprimer.

Cela signifie que le filament est poussé directement dans la buse sans passer par un tube en PTFE. Cela peut améliorer la qualité de l'impression en réduisant les risques de bouchage ou de défauts causés par les vibrations. Mais surtout, l’extrusion directe permet l'utilisation de filaments plus flexibles et de matériaux plus “exotiques”.

Avantages de l'extrudeur direct drive :

• • Meilleure extrusion : La distance entre le moteur et la buse étant relativement faible, le filament est poussé plus facilement et le moteur ne nécessite pas une puissance aussi importante que dans un extrudeur de type bowden. Enfin, la quantité de filament poussée dans la buse est mieux maîtrisée, ce qui implique une meilleure précision, une rétraction bien plus rapide et nécessitant moins de réglages.
• • Moins de risques : Les problèmes de bouchage sont largement réduits de par la proximité du moteur et de la buse. Et l’encombrement total de la machine est amoindri du fait de l’absence de Tube PTFE et que le moteur ne soit pas déporté. 
• • Possibilité d'utiliser une plus grande variété de filaments : Les extrudeurs direct drive peuvent facilement pousser des filaments plus flexibles et des matériaux plus abrasifs. Il y a beaucoup moins de restrictions dans le choix du matériau.

Inconvénients de l'extrudeur direct drive :

• • Masse de la tête d’impression : La présence du moteur pas-à-pas au-dessus du corps de chauffe augmente le poids du chariot. La masse à mouvoir est donc plus importante et a plusieurs conséquences. La première est qu’il est difficile d’atteindre des vitesses d’impression élevées sans perdre en précision. En effet, si l’on pousse la vitesse au maximum, on a un risque de générer des vibrations importantes et que cela se reporte dans la qualité de l’impression. Enfin, l’augmentation du poids de la tête d’impression nécessitera plus d’énergie pour son déplacement et usera un plus les courroies dentées.
• • Une maintenance plus difficile : La tête d’impression étant montée en un seul bloc, l’entretien individuel des pièces qui la compose est plus complexe.

Bowden, direct drive - Que choisir?

De la même manière que l’on se demande quelle imprimante est la meilleure, cette question est synonyme de compromis. Chaque type d’extrudeur a ses avantages et ses inconvénients. Et de très bonnes imprimantes 3D ont adopté un style ou l’autre. 

Cependant, le choix entre un extrudeur Bowden et un extrudeur direct drive dépend de l'application et des besoins de l'utilisateur. Mais on vous conseillerait de vous assurer principalement de ces deux points :

• • Les extrudeurs de type Bowden sont généralement préférés pour les impressions à haute vitesse (hors filaments flexibles). Ceci car la masse totale de la tête d’impression est réduite et permet des mouvements plus rapides, précis et plus fluides.
• • Les extrudeurs direct drive, en revanche, sont généralement préférés pour les impressions de haute précision et pour les filaments plus “exotiques”. Notamment les filaments flexibles ou abrasifs. Si vous souhaitez utiliser des filaments flexibles, la question ne se pose plus et on vous conseille vivement de partir sur une imprimante avec un extrudeur en Direct Drive.

En fin de compte, le choix entre un extrudeur Bowden et un extrudeur direct drive doit être basé sur une compréhension approfondie de ces différences et de leur impact sur la qualité de l'impression. Un extrudeur n’est pas mieux que l’autre. Mais a une utilité particulière que l’autre n’a pas. A vous de le prendre en compte au moment de l’achat de votre imprimante 3D.

 

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