Le warping, aussi nommé curling ou gauchissement en bon français est un problème classique dans l’impression 3D FDM. Le warping est dû à une réaction thermique qui provoque une rétractation du plastique durant le refroidissement. Votre pièce va donc se décoller de votre plateau sur ses bords et la pièce va se déformer. Tous les utilisateurs d’imprimantes 3D FDM ont un jour été confrontés au problème de warping. Lorsque l’on imprime en 3D, certains matériaux se révèlent en effet plus difficiles et exigeants que d’autres. C’est le cas en particulier des filaments flexibles et de l’ABS (Acrylonitrile Butadiène Styrène), un thermoplastique pétrolier très apprécié pour ses propriétés mais avec des températures d’extrusion importantes.
Comprendre les origines du phénomène thermique
Généralement le problème de warping apparaît durant des impressions en ABS ou des impressions en nylon, ce sont des filaments à base de pétrole extrêmement prisées pour leurs propriétés mais avec des températures d’extrusion importantes. Par exemple, la température d’extrusion de l’ABS est entre 240° à 260° en comparaison, du PLA est entre 180° et 220°, le filament est donc sujet au warping car les différences de température sont importantes. Ces filaments génèrent des contraintes thermiques importantes au refroidissement. Le raft, le brim ou la skirt sont des structures d’accroche que l’on imprime sur le plateau pour maintenir la pièce.
La structure « Raft » : définition et utilité technique
Le Raft en impression 3D est une structure en grille imprimée sous la pièce pour maximiser l'adhérence au plateau ; composé en général de 4 couches, il réduit considérablement les échecs liés au warping. Le raft consiste à ajouter une base de matière sous l'objet imprimé. Ainsi ce dernier ne sera pas imprimé directement sur le plateau mais sur cette base. Il s'agit d'une superposition d'environ 4 couches, sous forme de grille plus large que l'objet, permettant une meilleure accroche et une meilleure stabilité durant tout le temps de l'impression.
Le raft se présente sous la forme d'une structure, en général composée de 4 couches, imprimée sous la pièce. Elle offre une meilleure surface d'accroche et améliore l'adhérence au plateau. Contrairement au brim, qui entoure la base du modèle, le raft crée une plateforme complète sur laquelle votre objet repose entièrement. Un écart d'air (air gap) sépare le raft du modèle. Ce paramètre est fondamental : trop faible, le raft fusionne avec la pièce ; trop élevé, la pièce ne tient pas. Une valeur de 0,1 mm constitue généralement un bon point de départ.
Quand privilégier le radeau face aux autres méthodes ?
Choisir entre raft, brim et skirt dépend du matériau, de la géométrie de votre pièce et de l’état de votre plateau. Utilisez l’option raft si vous travaillez avec des matériaux ayant une plus grande chance de se déformer, comme le filament ABS, ou pour des impressions 3D de plus grande taille. Le nylon, le polycarbonate et le TPU bénéficient également de cette approche. Les figurines posées sur un pied, les colonnes fines ou les objets à géométrie complexe ont une surface de contact minimale avec le plateau. Le raft élargit cette zone de contact en créant une base horizontale stable.
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Si votre plateau présente des déformations ou un revêtement usé, le raft compense ces irrégularités. Le brim, ou en français la bordure, est une fine couche que l’on va imprimer tout autour de l’objet. La bordure va élargir la première couche d’impression pour essayer d’absorber au maximum les déformations et d'accrocher au mieux la pièce. La bordure est assez facile à retirer au contraire du radeau mais elle est aussi moins efficace si vous avez une pièce avec une petite surface de contact, je vous le déconseille car cela ne risque pas de suffire.
Paramétrage des « slicers » pour un raft optimal
Tous les slicers modernes (Cura, PrusaSlicer, OrcaSlicer, Bambu Studio) proposent une section dédiée à l'adhérence du plateau. Le raft se configure via plusieurs réglages qui déterminent sa solidité, sa facilité de retrait et son impact sur la pièce. Le raft se décompose en trois zones. La couche de base (base layer), épaisse et imprimée lentement, assure l'accroche au plateau. Les couches intermédiaires (middle layers) forment le corps de la grille. Les couches supérieures (top layers), au nombre de 2 à 3, créent la surface de contact avec votre modèle.
Le Raft Extra Margin augmente simplement la taille du radeau autour du modèle, ce qui conduit à un niveau d’adhérence accru pour vos impressions. L’écart d’air, quant à lui, contrôle la distance entre le sommet du raft et la base de votre pièce. Réglez-le entre 0,1 et 0,2 mm pour un compromis optimal entre maintien pendant l’impression et facilité de séparation après. Imprimez la couche de base du raft à vitesse réduite (20 à 30 mm/s) pour garantir une adhérence solide. Les couches suivantes peuvent être imprimées plus vite.
Techniques de retrait et finitions
Le problème de cette technique est qu’elle laisse des marques sur la pièce imprimée et qu’elle est difficile à décrocher. Commencez par laisser refroidir la pièce et le raft à température ambiante. Le retrait à chaud augmente le risque de déformation. Glissez ensuite une spatule fine entre le raft et la pièce, en travaillant progressivement sur tout le périmètre. Pour les pièces délicates, une pince plate permet de « peler » le raft couche par couche. Un léger ponçage au papier de verre (grain 200 à 400) efface les dernières traces sur la surface inférieure. Si vous constatez que le raft reste systématiquement collé, vérifiez que la température d’extrusion n’est pas trop élevée.
Température ambiante et gestion de l'enceinte
Pour limiter le problème de warping, gardez une température constante dans votre pièce d’impression. Si la température de votre pièce d’impression est trop basse, le filament ABS va se refroidir trop rapidement et risque de provoquer du warping. Nous vous invitons à imprimer loin des courants d’air, des fenêtres et des pièces mal isolées et à privilégier des imprimantes fermées. Si vous avez les moyens, vous pouvez investir dans des caissons thermiques ou alors des housses de protection moins onéreuses. Le caisson ou la housse va vous aider à maintenir une température constante autour de votre pièce et réduire les risques de gauchissement.
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Optimisation des paramètres de la première couche
Trois facteurs font jouer dans le paramètre de vos créations pour limiter le gauchissement : votre vitesse d’impression, votre température d’extrusion et la ventilation. Si vous imprimez votre pièce trop rapidement alors votre plastique va se refroidir trop rapidement et vous aurez des problèmes dans l’adhérence de vos inter-couches. Vous pouvez aussi augmenter la température de la première couche pour faciliter l’adhérence du plateau. Vous pouvez aussi réduire voire couper la ventilation pour baisser le risque de choc thermique. Un autre paramètre sur lequel vous pouvez avoir un impact est le réglage de votre axe : si votre axe Z est trop haut, il se peut que le filament ne peut correctement se déposer sur le plateau.
Importance du plateau chauffant et des surfaces d'accroche
Le plateau chauffant va permettre d’accrocher la matière et de refroidir la pièce plus lentement. Vous pouvez régler votre plateau entre 60° et 110° selon le type de filament. Une solution simple et efficace est d’appliquer un stick de colle sur la surface du plateau. Vous pouvez utiliser une simple colle UHU. Pour obtenir un bon résultat il faut appliquer la colle de manière uniforme en évitant au maximum les amas de colle. Si jamais les colles grand publiques ne fonctionnent pas correctement, des colles dédiées à l’impression 3D ont été développées.
Si votre pièce est encore soumise au warping vous pouvez appliquer de la laque à cheveux pour augmenter l’adhérence de vos pièces avec le plateau. Il existe aussi des laques dédiés à l’impression 3D comme la 3DLac. Les surfaces d’accroche se présentent sous une sorte de feuille adhésive. Les avantages sont qu’ils protègent votre plateau et qu’ils sont bien plus simple de mise en place. Attention tout de même à bien enlever les bulles d’air avant de déposer le revêtement. Si vous avez une mauvaise surface de plateau, cette dernière peut expliquer vos problèmes de retrait. Vous pouvez améliorer l’adhérence du plateau en appliquant simplement du ruban adhésif, soit du ruban de masquage bleu si vous avez un plateau froid, soit si vous avez un plateau chauffant du ruban Kapton avec une excellente résistance thermique.
Recettes artisanales et solutions chimiques
Le jus d’ABS c’est la recette de grand-mère pour lutter contre le gauchissement. Pour cela vous devez vous procurer 100 ml d’acétone et 10g de filaments ABS. Vous mixez le tout dans un bocal en verre. Votre ABS va se dissoudre et vous allez obtenir un liquide opaque que vous allez pouvoir étaler sur votre plateau chaud à la température d’impression. Pour éviter d’avoir des marches de jus d’ABS sur votre figure terminée vous devez utiliser un ABS de la même couleur que votre impression 3D. Attention néanmoins aux vapeurs d’acétone, c’est très mauvais pour la santé.
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