Solution brevetée Omni3D – US 2019/0184633 Al – 1er brevet aux USA – qui décrit la raison d’être de l’imprimante Omni3D
Dans le monde de l'impression 3D, il existe encore de nombreux domaines qui nécessitent des recherches supplémentaires. Chaque mois, nous entendons parler de nouvelles solutions. Presque tous les fabricants peuvent se vanter d'avoir des fonctionnalités qui leur donnent un avantage. Chez Omni3D, dès le début, nous avons suivi la voie qui devait offrir le meilleur contrôle possible sur le processus d'impression, sur la stabilisation des conditions de base, en termes de température du filament, de la vitesse de son alimentation, du "maintien" sur l'engrenage d'alimentation et du contrôle du débit. En conséquence, nous pouvons présenter l'une des avancées les plus importantes liées aux extrudeuses.
L’ensemble du brevet est décrit sous le numéro US2019 / 018633 A1 aux États-Unis, en Europe et en Pologne sous le numéro EU / PL : 230139 (PL230139B1)
Le but de cette solution était d’introduire un système d’extrusion avec une tête d’impression et un système d’assemblage qui pourrait être utilisé dans le processus d’impression 3D – dans la technologie FDM / FFF. Le système permet un meilleur contrôle de la température du filament fourni et affecte considérablement la qualité (exactitude) du contrôle de la température de la tête d’impression.
La mission principale pour moi, en tant que concepteur de cette solution, était d’améliorer les conditions de travail du système de serrage molette-filament-filament. Ces éléments devaient fonctionner à une température suffisamment basse pour assurer la bonne force de pression du filament dans la tête chauffée. Pour améliorer ces paramètres, nous avons utilisé un système de refroidissement qui reçoit l’énergie thermique du corps de l’extrudeuse, transmet l’énergie par les tuyaux de liquide au refroidisseur, qui „éjecte” l’énergie thermique excédentaire dans l’environnement, et améliore ainsi les conditions de fonctionnement du système mentionné précédemment. Grâce à l’utilisation d’une telle solution, il a également été possible de stabiliser les paramètres de fonctionnement du moteur de l’extrudeuse et il a été possible de renoncer au dissipateur de chaleur de la tête. Dans ce cas, la fonction de dissipateur thermique a été reprise par le corps de l’extrudeuse. Grâce à cela, l’extrudeuse est devenue compacte, tout en permettant d’imprimer pendant de nombreuses heures dans une chambre d’impression chauffée – Piotr Maslej, Senior Constructor and Patent Inventor in Omni3D
L’objectif était donc de concevoir l’extrudeuse de manière à ce qu’il soit possible de refroidir directement l’élément amenant le filament à la tête et le filament lui-même, dans les conditions d’augmentation de la température de la chambre chauffée. En d’autres termes, la tâche de ce système était de réduire autant que possible la température du filament sur le chemin menant à la zone de liquéfaction – de manière à minimiser/éliminer le risque de ramollissement au mauvais stade, c’est-à-dire devant la buse d’impression. Le refroidissement affecte également de manière significative le fonctionnement du moteur pas à pas qui, en abaissant la température, minimise le risque de perte de pas, par exemple.
Le système de refroidissement de la tête offre aux utilisateurs des imprimantes Omni3D la possibilité de maximiser le contrôle du processus d’impression, en contrôlant la quantité et la stabilité du filament alimenté.
Le fonctionnement stable des composants électromécaniques à des températures plus élevées de l’environnement est l’un des principaux défis auxquels sont confrontés les concepteurs des imprimantes 3D actuelles. L’utilisation de ce brevet permet un fonctionnement stable du moteur de l’extrudeuse sans avoir besoin d’utiliser des dissipateurs thermiques pour évacuer la chaleur de son corps. En éliminant les dissipateurs thermiques, le poids de la tête de l’appareil est réduit, ce qui permet d’imprimer avec une plus grande accélération et une vitesse maximale. Une dissipation efficace de la chaleur du corps du moteur pas à pas réduit également le risque de perte de pas, et donc la perte de la position de l’arbre du moteur, qui peut toujours se produire dans les systèmes d’entraînement avec une boucle de rétroaction ouverte. Un autre avantage de la solution décrite est la possibilité de remplacer rapidement la tête d’impression. Le remplacement de la tête est intuitif, rapide et ne nécessite pas de connaissances spécialisées de la part de l’utilisateur de l’imprimante. Le montage de la tête à travers un connecteur à paroi mince empêche la chaleur de pénétrer dans les éléments situés au-dessus du bloc chauffant qui ne doivent pas être chauffés. Par conséquent, la puissance du chauffage est consommée uniquement pour chauffer le bloc chauffant et il n’y a pas de perte d’énergie – Piotr Nawrocki, Responsable R&D
Une autre solution incluse dans le brevet décrit était le système d’assemblage modulaire de la tête. Il s’agissait de faciliter au maximum le changement des têtes et de minimiser les erreurs qui pourraient affecter l’impression.
Le remplacement des têtes dans Omni3D, conformément au brevet, offre à l’utilisateur une sécurité et, grâce à sa fonctionnalité, une fiabilité et une certitude beaucoup plus grandes que les têtes seront toujours installées correctement. Ceci est nécessaire pour l’utilisation correcte de la double tête d’impression, qui nous permet d’imprimer à partir de 2 types de filaments (base et support) en même temps.
L’utilisation d’un système à double tête détermine et explique donc l’importance de la solution brevetée Omni3D, qui fournit :
- des conditions de base stables et égales
- une basse température constante du filament sur l’élément qui alimente le filament vers la buse et à sa proximité.
- augmente la contrôlabilité du processus, dans lequel les 2 filaments peuvent avoir des paramètres de température de ramollissement différents.
- donne à l’utilisateur un sentiment de contrôle beaucoup plus grand et augmente la stabilité du processus.
De nombreux utilisateurs nous le disent :„Les imprimantes Omni3D sont les seules à donner le sentiment que ce que nous avons conçu sur l’ordinateur sera réellement imprimé, et que chaque paramètre que nous modifions dans le logiciel (slicer) sera visible sur l’impression”. Ce niveau de „sensation” est le plus important pour tous ceux qui connaissent l’impression 3D, car il permet de minimiser les coûts et le temps, et garantit la sécurité et une répétabilité inégalée des impressions.
La solution brevetée Omni3D permet de mieux contrôler la quantité de filament alimenté, et donc d’augmenter la précision des éléments imprimés. Grâce à cette solution, il a été possible de mettre en œuvre des capteurs de contrôle du flux de filament, qui, dans un système continu, comparent la quantité de filament alimentée à celle définie dans le gcode.
L’ensemble de la solution fait que les imprimantes Omni3D sont souvent le choix de ceux qui veulent se doter de la solution finale dès la première impression, et ainsi augmenter leur avantage concurrentiel … en imprimant plus rapidement, de manière plus fiable pense et en minimisant les coûts inutiles dans le même temps.
Pour en savoir plus:
Brevet UE / PL : 230139
Brevet américain : US 2019/0184633 A1
* étapes perdues dans l’impression 3D – Le déplacement de la position de la tête ou de la table est le plus souvent causé par l’incapacité à effectuer une rotation par le moteur pas à pas qui entraîne l’axe. Par exemple, en raison d’une collision ou d’une traînée sur l’axe.