Tubes PTFE adaptés à l’impression 3D et aux extrudeuses Bowden.

Application – à grande et petite échelle

Les tubes en PTFE ont de nombreuses applications : ils sont depuis longtemps utilisés de manière intensive dans les (grands) processus de production. Ce n’est pas vraiment surprenant, étant donné que le PTFE est très bien adapté au transfert de matériaux et de gaz.  Il est flexible et capable de transférer des substances agressives, aussi bien dans des conditions très froides que très chaudes.

On le retrouve de plus en plus dans les applications de loisirs. Les imprimantes 3D sont un bon exemple d’application de ce matériau. Les tubes en PTFE sont utilisés dans les imprimantes 3D pour guider le filament – l’élément utilisé pour l’impression – de manière flexible, avec une friction relativement faible, vers l’extrudeuse (Bowden). Ils sont donc capable de bien supporter les températures élevées au niveau de la buse de l’imprimante.

Le diamètre du tube PTFE le plus approprié pour les imprimantes 3D et les extrudeuses Bowden dépendent du type d’imprimante, de l’application et du filament utilisé, mais les diamètres les plus utilisés sont :

• 1,9 mm de diamètre intérieur x 4 mm de diamètre extérieur. 
• 2 mm de diamètre intérieur x 4 mm de diamètre extérieur. 
• 2 mm de diamètre intérieur x 6 mm de diamètre extérieur. 
• 3 mm de diamètre intérieur x 4 mm de diamètre extérieur. 
• 3,2 mm de diamètre intérieur x 6 mm de diamètre extérieur. 
• 3,2 mm de diamètre intérieur x 6,4 mm de diamètre extérieur. 

Pour des températures plus élevées et une friction encore plus faible, nous avons aussi des tubes PTFE premium Capricorn pour les filaments de 1,75 mm et 2,85 mm :

• Capricorn XS pour filament de 1,75 mm 
• Capricorn XS pour filament de 2,85 mm 
• Capricorn TL pour filament de 1,75 mm 
• Capricorn TL pour filament de 2,85 mm

L’image ci-dessous montre une imprimante FDM typique, utilisée aujourd’hui par de nombreux amateurs de design à la maison. FDM est l’abréviation de Fused Deposition Modelling, une imprimante classique pour un usage domestique standard. De nombreux matériaux peuvent être utilisés, mais les plus courants sont le PLA (acide polylactique) et le butadiène-styrène (ABS). En outre, de nombreux types de filaments sont disponibles sur le marché. Par exemple, un filament qui contient des fibres de bois, aura l’apparence d’une structure en bois.

Une imprimante de ce type imprime avec ce que l’on appelle un “filament”, couche par couche. Un moteur guide le filament via le tube en PTFE jusqu’à la buse. À cet endroit, la température est élevée, environ 200 degrés. C’est là que le plastique fond et est pulvérisé sur l’impression. Si vous regardez attentivement une impression 3D, vous pouvez distinguer les couches les unes des autres. En général, plus les couches sont fines, plus l’impression est belle.

Le tube en PTFE est donc crucial pour guider le filament. Sans ce tube, l’imprimante n’est d’aucune utilité. Il garantit au filament une pression constante par le moteur d’extrusion et qu’il ne peut progresser que dans la direction de la buse/l’extrudeuse Bowden.

De nos jours, nous pouvons trouver plusieurs variantes d’imprimantes FMD standard. Une imprimante à double extrusion en est un exemple. Ici, la buse a deux entrées, ce qui permet d’imprimer dans deux matériaux ou couleurs. C’est l’idéal si vous voulez donner à certaines parties de votre impression, des caractéristiques matérielles différentes.

En dehors de l’utilisation du tube PTFE dans l’impression, il peut également trouver d’excellentes applications dans les projets de loisirs. Les tubes PTFE sont indispensables dans le projet suivant, le rail d’un grand huit imprimé en 3D !

Grand huit imprimé en 3D – Giant Inverted Boomerang :

Il y a deux ans, je me suis lancé dans la conception et la construction d’un grand huit imprimé en 3D. Mon objectif était de construire un modèle entièrement fonctionnel. J’adore les grands huit et j’aime la conception 3D. Ce projet semblait donc idéal pour réunir ces deux intérêts.

Et c’est ainsi, qu’à l’été 2019, j’ai commencé par les dessins 3D d’un modèle de grand huit existant : le Giant Inverted Boomerang. Ce type de grand huit, bien que conçu et produit aux Pays-Bas, se retrouve dans le monde entier ! Une petite sœur de ce modèle peut être trouvée, par exemple, dans le Flevopolder (Pays-Bas): Walibi Holland.

Pendant un certain temps, l’imprimante 3D a travaillé de longues heures et les sections sont sorties de la ligne de production les unes après les autres. Une fois la structure presque terminée, il était temps de penser aux rails. Un train devra rouler avec une bonne aisance et peu de friction sur ces derniers. Globalement, plusieurs grands huit imprimées en 3D ont été construits et j’ai remarqué que des tubes PTFE étaient régulièrement utilisés pour façonner les rails.

Mon choix s’est donc porté, sans surprise, sur des tubes en PTFE. Comme PTFE Tube Shop peut fournir des prix raisonnables et dans n’importe quelle taille, j’ai commandé mes tubes chez ce fournisseur. L’image ci-dessous montre une partie du grand huit, où le tube PTFE est monté sur la structure.

Après une installation partielle du tube PTFE, le projet se présentait comme suit :

C’est maintenant au tour de l’électronique et du train d’être construits et installés. Dans quelques mois, j’espère avoir des grands huit imprimés en 3D entièrement fonctionnels, avec l’aide des tubes en PTFE.

Patrick de Groot