Exigences, post-traitement, maintenance : tout ce que vous devez savoir sur l'utilisation de la Fuse 1

Un an à peine après sa commercialisation, l'imprimante 3D à frittage sélectif par laser (SLS) Fuse 1 représente déjà près de la moitié de la totalité des imprimantes SLS vendues depuis son lancement. Grâce à sa conception compacte, à son flux de travail intuitif et à son prix abordable, l'imprimante Fuse 1 permet aux petites entreprises d'intégrer l'impression SLS en interne et aux grandes entreprises d'augmenter leur production de manière simple et abordable. En nous appuyant sur l'expérience de nos utilisateurs experts, nous avons rassemblé les informations les plus importantes pour quiconque envisage d'ajouter le SLS à son flux de travail. 

Dans cet article, nous vous parlerons des :

• Infrastuctures nécessaires pour la Fuse 1 et la Fuse Sift

• Conseils pour l'efficacité et la productivité du flux de travail

• Recommandations pour le post-traitement

• Préoccupations courantes concernant l'impression SLS et comment la Fuse 1 y répond

Formlabs a développé la Fuse 1 en tenant compte de l'accessibilité. La plupart des entreprises n'ont pas beaucoup d'espace supplémentaires dans leurs locaux, ni la possibilité d'ajouter les nombreux circuits spécialisés auparavant requis pour les systèmes SLS. Beaucoup de nos clients travaillent dans des bureaux plutôt que dans des entrepôts ou des installations techniques. Ils ont donc une capacité limitée à modifier la taille de leurs espaces, les circuits électriques et les systèmes de ventilation. La Fuse 1 offre une solution à ce problème ; elle a été conçue pour être compacte, facile à installer, sûre et intuitive à utiliser, et elle ne nécessite qu'un nettoyage minimal.

L'installation de la plupart des systèmes SLS nécessite des monte-charges et des chariots élévateurs. La Fuse 1 et la Fuse Sift peuvent être portées par deux personnes (à l'aide d'une sangle de levage), ce qui permet de les manœuvrer facilement dans les immeubles de bureaux, les escaliers et les portes étroites. PrintParts, client de Formlabs, a reçu et installé 12 imprimantes Fuse 1 et six Fuse Sift dans ses bureaux de Manhattan, sans avoir à utiliser de grands monte-charges ni à modifier le système de ventilation de son site. 

Pour la livraison d'une Fuse 1, vous avez plusieurs options :

• Plug-And-Play : l'équipe de livraison déchargera les machines du camion, les fera entrer dans votre bâtiment puis les amènera dans la zone d'impression finale. S'il y a un changement de niveau d'étage, vous aurez besoin d'un monte-charges. 
• Livraison sur rampe : l'équipe de livraison amène les machines à un quai de chargement capable de recevoir des palettes de marchandises.

Pour une imprimante Fuse 1 et une Fuse Sift placées côte à côte, l'emplacement d'installation nécessitera un espace d'au moins 310 cm de large et 146 cm de profondeur (à partir d'un mur). Une hauteur de plafond standard de 2,5 m est tout à fait acceptable. 

Les espaces libres et les points d'accès peuvent changer si vous augmentez le nombre de machines (par exemple, si vous avez quatre imprimantes Fuse 1 alignées contre un mur, vous n'avez besoin que de 30,5 cm entre elles), mais les règles fondamentales à retenir sont les suivantes :

• Dimensions de la Fuse 1 : P (64,5 cm) x H (107 cm) x L (68,5 cm)

• Espace libre pour la Fuse 1 : 

  • 20 cm à partir de n'importe quel mur (côté et arrière)

  • 61 cm pour l'accès à la porte, ouverture à gauche

  • 30,5 cm du bord d'une porte ouverte à la machine suivante

• Dimensions de la Fuse Sift : P (61 cm) x H (188,8 cm) x L (99,1 cm)

• Espace libre pour la Fuse Sift :

  • 20 cm à partir de n'importe quel mur (côté et arrière)

  • 61 cm à l'avant, à gauche et à droite (pour l'aspirateur, les cartouches de poudre, etc.)

Dans un espace de 4,56 m de large (mesuré de gauche à droite), vous pouvez installer deux flux de matériaux distincts : deux imprimantes Fuse 1 et deux unités Fuse Sift. 

Pour connaître toutes les exigences en matière d'espace de travail, consultez notre Guide de préparation du site.

Comme la Fuse 1 et la Fuse Sift sont conçus pour être compactes et efficaces, elles ne nécessitent pas une puissance électrique aussi élevée que les autres systèmes SLS. Bien que vous ayez besoin d'un circuit pour chaque machine, il est facile à installer et la puissance requise est courante. 

Vous aurez besoin de :

• Deux circuits indépendants, fournissant chacun 120 volts et au moins 15 ampères à une prise de courant de type NEMA 5-20R. 

• La Fuse 1 et la Fuse Sift ne peuvent partager aucun circuit, ni entre elles ni avec un autre appareil. 

• Si votre aspirateur consomme plus de 12 ampères, votre Fuse Sift doit être branchée sur un circuit indépendant fournissant 120 volts et 20 ampères à une prise de type NEMA 5-20R.

Étant équipées de connecteurs Ethernet et WiFi, la Fuse 1 et la Fuse Sift peuvent facilement être ajoutées à votre réseau existant. Les nouveaux utilisateurs SLS n'ont pas besoin d'acheter un logiciel coûteux pour gérer les imprimantes : la Fuse 1 et la Fuse Sift sont intégrées à PreForm, le logiciel gratuit de préparation d'impression de Formlabs, qui est indépendant d'autres solutions de CAO. 

PreForm permet également d'optimiser facilement l'utilisation de la poudre (et donc de minimiser les coûts d'exploitation) grâce à son algorithme d'agencement automatique, qui garantit que chaque pièce est orientée dans la chambre de fabrication de manière à minimiser la poudre non frittée et l'espace gaspillé. 

Il existe également des intégrations directes pour des programmes tels que Fusion 360, afin que la préparation de l'impression soit optimisée et ne prenne pas trop de temps. Pour les entreprises qui ont augmenté leur production SLS, la plateforme en ligne gratuite Dashboard vous aide à gérer la poudre, les programmes de maintenance et le lancement des impressions à distance, et à partager les fichiers et la progression des impressions avec votre équipe.

L'un des principaux facteurs qui empêchent les clients d'opter pour l'impression SLS est l'étape de post-traitement, généralement compliquée et salissante. La plus grande préoccupation est souvent la poudre elle-même, à la fois pour la sécurité et pour le désordre qu'elle peut créer. 

La Fuse 1 et la Fuse Sift règlent ce problème, car la plupart des étapes de la manipulation de la poudre (récupération, préparation, transport et stockage) se déroulent dans un espace clos, ce qui limite les interactions entre l'utilisateur et la poudre.

La Fuse Sift offre également un environnement sûr protégé par un capot pour retirer les pièces du cake de poudre (la masse de poudre partiellement frittée qui entoure les pièces) et éliminer la poudre excédentaire non frittée. Le post-traitement des pièces nécessitait auparavant l'intervention d'un technicien, mais la Fuse Sift permet à tout un chacun de nettoyer facilement la poudre à l'aide de l'ensemble des outils fournis, et se charge même du tamisage.

Le filtre HEPA crée un flux d'air négatif constant sous le capot de la Fuse Sift, de sorte que toutes les particules de poudre qui s'élèvent dans l'air sont rapidement tirées vers le bas et éloignées du capot et de l'utilisateur. Le Fuse Sift Vacuum facilite le nettoyage des outils et, une fois le post-traitement terminé, l'utilisateur peut ranger ces outils à l'intérieur de la Fuse Sift pour avoir un espace de travail propre et rangé. 

L'étape de récupération, de recyclage et de mélange de la poudre est conçue pour que chaque utilisateur puisse tirer le meilleur parti de son imprimante et de ses matériaux. Du début à la fin, le flux de travail vous guide à travers le taux de renouvellement, la densité d'agencement et le mélange des poudres, afin de réduire au maximum les déchets. Vous pouvez voir votre densité d'agencement sur PreForm, ainsi que la quantité de poudre recyclée et de poudre neuve que vous utilisez pour chaque impression. Une fois l'impression terminée, la Fuse Sift vous guidera à travers le processus de mélange sur son écran, et vous obtiendrez une cartouche fraîchement mélangée prête pour votre prochaine impression.

Lorsque vous achetez une nouvelle pièce d'équipement, le coût initial peut être le facteur dominant, mais ce n'est pas le seul à prendre en compte. De nombreuses imprimantes SLS sont assorties de contrats de service obligatoires dont le prix s'élève à plusieurs dizaines de milliers de dollars, et de programmes de maintenance compliqués qui nécessitent des techniciens spécialisés ou une formation approfondie.

La Fuse 1 propose deux options de plans de service annuels, afin que chaque client puisse bénéficier du niveau d'assistance et de formation dont il a besoin.

Une partie de ce qui fait du flux de travail de la Fuse 1 une véritable solution industrielle accessible est la faible fréquence d'entretien et de maintenance. Les seules tâches répétées tout au long de l'année (entre les contrôles annuels sur site effectués par des techniciens d'entretien qualifiés) sont le remplacement du filtre de sortie d'air et des filtres HEPA de la Fuse 1 et de la Fuse Sift, ainsi que l'essuyage du composant optique de la Fuse 1 entre deux impressions, ce qui prend généralement environ deux minutes.  

Formlabs s'engage à élargir l'accès à la fabrication numérique, et nous savons que des propriétés mécaniques et optiques variées sont ce qui permet à nos clients d'innover. À cette fin, la gamme de matériaux SLS comprend désormais plusieurs options pour l'imprimante Fuse 1 : Nylon 12 Powder, Nylon 11 Powder, Nylon 12 GF Powder, et d'autres à venir. 

De nombreux systèmes SLS ne prennent pas en charge l'utilisation de matériaux multiples sur les imprimantes, ou imposent un protocole de nettoyage qui peut prendre jusqu'à deux jours à l'utilisateur. 

La Fuse 1 et la Fuse Sift peuvent être utilisées avec plusieurs matériaux Formlabs, et nous avons fourni des instructions de nettoyage détaillées pour préparer l'imprimante et la Fuse Sift avant de changer de poudre. Ce changement doit être effectué minutieusement, mais même s'il prend quatre heures en tout, il reste plus simple et plus facile qu'avec la plupart des systèmes SLS. Ce temps peut être encore réduit lorsqu'on passe de Nylon 12 Powder à Nylon 12 GF Powder. En raison de la similitude de leur consistance de base, lorsqu'on passe d'un matériau à l'autre, le processus de nettoyage ne devrait prendre que deux heures environ. Par rapport aux imprimantes compatibles avec un seul matériau ou aux protocoles complexes d'imprimantes industrielles, le fait de pouvoir produire des pièces avec différentes poudres SLS sur une seule machine ouvre bien plus de possibilités aux clients.

Le post-traitement est facilité par la Fuse Sift pour le retrait du cake de poudre, l'élimination de la poudre et le recyclage/mélange de la poudre. Mais qu'en est-il après le dépoudrage et le post-traitement des pièces ? 

Nous savons que de nombreuses applications exigent des surfaces incroyablement lisses et nécessitent une étape supplémentaire après l'utilisation de la Fuse Sift. Le sablage et le lissage à la vapeur sont deux procédés que de nombreux clients utilisent pour créer des finitions plus lisses sur les pièces, et améliorer la porosité et l'étanchéité ainsi que l'esthétique générale des pièces d'utilisation finale.

Les cabines de sablage sont très abordables et peuvent être achetées pour 200 dollars à peine. Elles doivent être conservées dans une pièce ou un espace de travail séparé de la Fuse 1, et le matériel de sablage doit être stocké séparément loin des poudres de la Fuse 1. 

Le lissage à la vapeur est un procédé dans lequel de la vapeur d'acétone est utilisée pour lisser la surface des pièces en plastique en éliminant les lignes de surface ou les creux et en créant une surface plus lisse. Le lissage à la vapeur peut être effectué à la main à peu de frais, mais la grande majorité des clients envoient leurs pièces à un traitement industriel. 

Selon une idée fausse très répandue, les particules de poudre seraient dangereuses et pourraient endommager les poumons de l'utilisateur. Cette rumeur provient d'une autre technologie d'impression 3D : le dépôt de fil fondu (FDM), qui peut émettre de minuscules particules qui flottent dans l'air et qui, lorsqu'elles sont inhalées, peuvent être nocives. 

En revanche, les particules des poudres de la Fuse 1 sont beaucoup plus grandes (40 microns de diamètre) et sont donc trop lourdes pour être soulevées facilement dans l'air. Elles restent donc dans la Fuse Sift, étant trop grosses pour être portées par les flux d'air jusque dans le système respiratoire de l'utilisateur. 

La Fuse 1 et la Fuse Sift utilisent également des filtres HEPA standard de l'industrie qui disposent de capteurs internes alertant l'utilisateur si un filtre ne fonctionne pas bien ou nécessite d'être changé. 

En voyant qu'un masque N95 et des gants sont recommandés, des personnes non familiarisées avec les flux de travail SLS pourraient supposer que la poudre est toxique, tout comme certaines des vapeurs créées pendant un processus d'impression FDM. Cependant, en raison de la grande taille des particules, des filtres HEPA et de sortie d'air industriels standard et de l'espace de travail semi-fermé, la Fuse 1 et la Fuse Sift peuvent être utilisées sans danger dans des établissements d'enseignement, des laboratoires de recherche, des bureaux et des studios de création, ainsi que dans des environnements industriels plus traditionnels. 

Les points évoqués ci-dessus sont pertinents aussi bien dans le cas d'une imprimante unique que pour la production de gros volumes avec plusieurs machines. Voilà pourquoi la Fuse 1 et la Fuse Sift sont idéales pour la production industrielle ou le prototypage itératif :

• Taille : faciles à livrer dans des environnements non industriels, faciles à installer

• Prix : utilisation économique pour les flux de travail existants, évolutivité abordable

• Faible maintenance : tâches de maintenance peu fréquentes et faciles, excellent service d'assistance

• Variété des matériaux : pouvoir changer de matériaux permet une plus grande souplesse de production

• Sécurité : l'utilisation de filtres, de systèmes de détection et de flux de travail fermés conformes aux normes de l'industrie garantit la sécurité de l'utilisateur

L'imprimante Fuse 1 et la Fuse Sift sont conçues pour être intuitives et faciles à utiliser aussi bien pour les clients familiarisés avec l'impression SLS que les novices. Mais si vous avez des questions concernant le flux de travail, les applications particulières ou les exigences en matière d'infrastructure, notre équipe d'experts SLS est à votre disposition pour des démonstrations approfondies et des calculs précis du retour sur investissement en fonction des pièces que vous souhaitez fabriquer et de votre calendrier de production.

Formlabs est fière de voir qu'un grand nombre de ses clients fabriquent de grands volumes de pièces avec la Fuse 1. Pour les entendre et voir des exemples concrets d'imprimantes en action, consultez notre article sur le bureau de services PrintParts de Manhattan ou sur le fabricant de voitures personnalisées Vital Auto. Pour savoir comment le marché de l'impression 3D SLS se développe dans le monde, lisez notre rapport sur les applications de l'impression 3D.