Impression 3D : Vrillage et adhérence au plateau – Astuces
Vous lancez une longue impression le soir, tout semble bien se passer – et le matin, au lieu d'un boîtier propre, vous trouvez une pièce à moitié décollée et déformée sur le plateau d'impression. Les coins se lèvent, le dessous ressemble à un petit toboggan et, dans le pire des cas, la buse a déjà creusé votre pièce. C'est exactement le genre de scène que nous voyons sans cesse dans l'atelier de 33d.ch – aussi bien sur des appareils d'entrée de gamme bon marché que sur des machines professionnelles.
Dans la quasi-totalité de ces cas, deux causes principales se combinent : le vrillage (c'est-à-dire le soulèvement des bords) et une adhérence insuffisante au plateau. Les deux font que les projets tournent pendant des heures pour échouer juste avant la fin – et oui, c'est extrêmement frustrant, surtout quand un client attend un prototype.
Nous avons donc rassemblé notre expérience : comment le vrillage se produit physiquement, quels paramètres fonctionnent généralement pour le PLA, le PETG et l'ASA, quelles aides à l'impression aident vraiment et où circulent des mythes qui apportent plus de frustration que de progrès.
Quelle: Présentation personnelle
Fondamentaux et causes
Ce qui se passe réellement lors du vrillage
Lors de l'impression 3D FDM, un thermoplastique (par exemple PLA, PETG ou ASA) est fondu et déposé couche par couche sur un plateau d'impression. Lors du refroidissement, le plastique rétrécit légèrement. Si cela se produit à des vitesses différentes dans les couches, les zones supérieures tirent sur les zones inférieures – les coins se courbent vers le haut et le phénomène typique de vrillage.
se produit. Techniquement, nous parlons de tensions internes dues à des différences de température qui sont supérieures à l'adhérence entre la pièce et le plateau d'impression. (Gros plan). Les grandes pièces plates et les matériaux à fort retrait comme l'ABS, l'ASA ou le nylon sont particulièrement sensibles, tandis que le PLA et de nombreux types de PETG sont plutôt considérés comme « à faible vrillage ». (Données sources).
La première couche comme fondation
Au moins aussi souvent, l'impression échoue parce que la première couche n'adhère jamais correctement. Le filament est simplement déposé lâchement, colle à la buse, est entraîné ou se déplace au moindre choc. (Données sources). Le nivellement du plateau, le décalage Z, la température du plateau, les saletés (graisse des doigts !) et le choix de la surface (verre, PEI, tôle structurée) jouent un rôle majeur. (Données sources).
En pratique, nous pouvons souvent « lire » le déroulement ultérieur de l'impression à partir de la première couche : si elle est inégale, trop aplatie ou trouée, le risque de vrillage augmente massivement. (Données sources). Chez 33d.ch, il nous a fallu un certain temps pour nous habituer à observer attentivement les deux à trois premières minutes – aujourd'hui, nous préférons arrêter une impression tôt plutôt que de repêcher une pièce en forme de banane de l'imprimante huit heures plus tard.
Quelle: makeuseof.com
Les signes typiques sont de petites bulles d'air entre la pièce et le plateau ou un « clic » audible lorsque la buse passe sur des bords surélevés. Dans la littérature, le vrillage est décrit comme le soulèvement visible des bords ou de surfaces entières, commençant généralement aux coins des premières couches. (Source, Source, Source). Plus la pièce est grande et plate, plus ces effets sont marqués – surtout à des températures d'impression et de plateau élevées.
Un plateau chauffant ne résout le problème que si la première couche adhère correctement. Si le plateau n'est pas correctement nivelé ou si le décalage Z est trop élevé, la première couche est trop éloignée (mauvais contact). Si elle est trop basse, le matériau est écrasé, il se forme un « pied d'éléphant » et le filament peut s'accumuler sur les côtés. (Source). De plus, la température affichée du plateau est souvent supérieure de 5 à 10 °C à la température réelle du verre ou de la tôle. (Données sources). Et si le plateau est en plus couvert d'empreintes digitales ou de poussière, le filament a du mal à adhérer correctement. (Données sources).
Environnement et courants d'air
Les courants d'air agissent comme un turbo anti-vrillage : si un coin d'une grande pièce refroidit plus vite que le reste, il se contracte davantage et se soulève visiblement. (Source). Surtout avec l'ABS ou l'ASA, de légers courants d'air provenant de fenêtres ou de conduits de ventilation suffisent à provoquer des fissures et des décollements de couches. (Source). Pour le PLA, de nombreux fabricants recommandent une température ambiante stable d'environ 20–25 °C ; de fortes baisses, comme l'ouverture « juste pour un instant » de la fenêtre en hiver, augmentent considérablement le risque de vrillage. (Source). Un boîtier ou au moins un emplacement à l'abri du vent réduit ces gradients de température et rend souvent les résultats sensiblement plus reproductibles. (Source).
Liste de contrôle rapide des causes
Si une impression se soulève chez vous, nous suivons généralement ces points dans cet ordre précis dans l'atelier :
- Nettoyer le plateau (isopropanol ou liquide vaisselle) et vérifier visuellement les rayures ou les résidus.
- Vérifier le nivellement et le décalage Z (test du papier ou nivellement de maillage).
- Observer la première couche : est-elle propre, sans lacunes et sans renflements ?
- Exclure les courants d'air (fenêtre, climatisation, ventilateur d'une autre imprimante).
- Vérifier la température du plateau dans la plage recommandée et l'ajuster si nécessaire par pas de 5 °C.
| Symptôme | Cause typique | Ce que nous vérifions en premier |
|---|---|---|
| Les coins se soulèvent après quelques millimètres de hauteur d'impression | Tensions internes et adhérence insuffisante | Activer le Brim, nettoyer le plateau, réduire le ventilateur pendant les premières couches |
| La pièce peut être déplacée avec une légère pression du doigt | La première couche est trop haute ou le plateau est sale | Corriger le décalage Z, refaire le nivellement, dégraisser la surface |
| Un seul coin vrille, généralement orienté vers la pièce | Courant d'air ou fort gradient de température | Repositionner l'imprimante ou l'encapsuler, fermer la fenêtre |
Paramètres spécifiques au matériau
Le choix du matériau et les paramètres décident fortement de la sensibilité d'une impression au vrillage. Le PLA est considéré comme relativement simple et ne nécessite souvent que 50–60 °C au lit pour bien adhérer. (Source). Le PETG adhère nettement plus, a tendance à former des fils et peut néanmoins vriller sur de grandes pièces – surtout si le plateau est trop froid ou si le refroidissement est trop agressif. (Source). L'ASA est mécaniquement robuste et résistant à la chaleur, mais nécessite un plateau nettement plus chaud (environ 90–120 °C) et bénéficie grandement d'un boîtier pour maîtriser le vrillage. (Source).
Certains guides pratiques et spécifications des fabricants indiquent comme points de départ généraux : PLA généralement 50–60 °C, PETG 70–85 °C et ABS 90–110 °C. (Source). Pour le PETG, 70–90 °C sont souvent recommandés avec un point idéal autour de 80 °C, en particulier sur verre ou tôle structurée. (Source, Données sources). Pour l'ASA, de nombreuses recommandations se situent entre 90 et 120 °C pour le plateau, parfois légèrement réduites pour des formulations spécifiques, mais pratiquement toujours avec une plaque bien préchauffée. (Source).
Chez 33d.ch, nous commençons systématiquement avec ces plages pour de nouveaux filaments et procédons par pas de 5 °C. Nous documentons chaque modification avec une photo de la première couche – ainsi, vous voyez immédiatement ultérieurement avec quelle combinaison les bords restent les plus stables.
Pour le PLA et la plupart des applications PETG, une pièce sans courants d'air suffit entièrement ; de nombreux utilisateurs impriment le PETG avec succès sur des appareils ouverts à 70–85 °C de température de plateau. (Source). Un boîtier devient intéressant lorsque vous imprimez de grandes pièces en PETG ou des pièces en ASA/ABS où les différences de température peuvent rapidement entraîner des tensions. (Source). Pour l'ASA, les fabricants et la communauté recommandent clairement une chambre fermée ou au moins une protection contre le vent improvisée pour maintenir la température ambiante stable et éviter les fissures de couches. (Source, Données sources).
Comment nous testons un nouveau filament chez 33d.ch
- Choisir une petite pièce de calibration (par exemple, une plaque de 60×60 mm avec des coins arrondis).
- Régler la température du plateau sur la recommandation du fabricant, désactiver le ventilateur pour les 3 à 5 premières couches.
- Activer le Brim (5 à 10 lignes), réduire la vitesse d'impression pour la couche 1 à 20–30 mm/s.
- Lancer l'impression, observer et documenter la première couche (photo, courte note sur la température et le ventilateur).
- Ne modifier qu'un seul paramètre par passage – sinon, vous ne saurez plus plus tard ce qui a vraiment aidé.
Cela peut sembler un effort, mais cela permet d'économiser énormément de temps à moyen terme, car vous pourrez utiliser vos propres profils de matériaux plus tard.
Aides à l'impression et paramètres du trancheur
Si les bases sont correctes, mais qu'une pièce pose encore problème, ce sont les aides à l'impression qui entrent en jeu. Un Brim est un large collier d'une ou plusieurs lignes, qui est directement adjacent aux bords extérieurs de votre pièce et augmente la surface de contact. Cela stabilise surtout les pièces étroites ou hautes et réduit le vrillage, sans avoir à imprimer la pièce entière sur une base épaisse. (Source). Un Raft, en revanche, est une plaque multicouche sous l'ensemble du modèle – idéal pour les matériaux très sensibles au vrillage comme l'ABS ou l'ASA, mais gourmand en matériau et plus difficile à retirer proprement. (Source).
En pratique, un large Brim suffit dans de nombreux cas pour le PLA et le PETG, tandis qu'un Raft montre tout son potentiel pour les grandes pièces ASA ou ABS exigeantes. Nous avons souvent constaté qu'une pièce sans Brim se déformait considérablement à 80 % de hauteur d'impression – le même travail avec un Brim de 8 lignes est resté parfaitement plat. Une photo avant/après d'une pièce ASA sans et avec un Brim généreux montre cette différence de manière extrêmement claire.
Quelle: tronxy.com
Le verre avec bâton de colle Pritt/UHU, les revêtements PEI, les tôles structurées ou les sprays d'adhérence spéciaux sont tous éprouvés en pratique, mais fonctionnent différemment selon le matériau. (Source). Pour l'ASA, les fabricants recommandent par exemple le verre, le ruban Kapton ou bleu en combinaison avec de la laque ou des colles pour impression 3D, afin d'améliorer l'adhérence tout en conservant une connexion détachable. (Source). Il est important de nettoyer régulièrement le plateau avec de l'isopropanol ou du liquide vaisselle pour éliminer la graisse et la poussière. (Source). Si une combinaison spécifique – par exemple, le PETG directement sur du PEI lisse – adhère trop fortement, une fine couche de bâtonnet de colle peut servir de couche de séparation et rendre les pièces plus faciles à retirer par la suite. (Source).
Outre le Brim et le Raft, une première couche plus lente, un débit légèrement augmenté et un refroidissement de pièce réduit ou désactivé dans les premières couches aident surtout. (Source). De nombreux guides pratiques recommandent une vitesse de 20 à 30 mm/s et une extrusion de 105 à 110 % pour la couche 1, afin que le filament ait le temps de se déposer. (Source). Pour les matériaux à fort retrait comme l'ASA, un réglage du ventilateur de 0 à 20 % ou complètement sans ventilateur est bénéfique – mais avec un plateau chaud et idéalement un boîtier. (Source). Pour le PETG, des valeurs de ventilateur modérées d'environ 30 à 50 % après les premières couches fonctionnent bien pour réduire le stringing sans renforcer inutilement le vrillage. (Source).
Liste de contrôle du trancheur pour une première couche stable
- Hauteur de la première couche choisir un peu plus haut (par exemple, 0,20–0,28 mm) pour compenser les petites irrégularités.
- Vitesse de la première couche limiter à 20–30 mm/s.
- Débit de la première couche augmenter légèrement (105–110 %), mais seulement si la couche n'est pas déjà trop écrasée.
- Brim activer par défaut pour les pièces grandes, plates ou anguleuses.
- Refroidissement de la pièce laisser désactivé ou fortement réduit pendant les 3 à 5 premières couches.
Chez 33d.ch, nous avons pris l'habitude de vérifier ces points comme un petit pré-vol avant les longues impressions – cela réduit considérablement les échecs.
Mythes et idées fausses
Mythe 1 : « Plus la température du plateau est élevée, moins il y a de vrillage – donc il suffit de mettre au maximum. »
Classification : plutôt faux. Un plateau trop froid entraîne souvent une mauvaise adhérence et donc du vrillage, mais un plateau trop chaud cause d'autres problèmes comme le pied d'éléphant, des premières couches trop molles et des pièces extrêmement difficiles à retirer. (Source). Les recommandations des fabricants pour PLA, PETG et ABS se situent typiquement entre 50 et 60 °C, 70 et 85 °C et 90 et 110 °C – loin de « tout à 110 °C ». (Source, Données sources). Notre approche : commencer dans la plage recommandée, puis ajuster par petits pas et comparer les résultats avec des photos de la première couche – tout le reste relève plutôt de la devinette.
Mythe 2 : « Le PETG ne vrille jamais, le vrillage n'est un problème qu'avec l'ABS/ASA. »
Classification : faux. Bien que le PETG ait un comportement de rétrécissement plus faible que l'ABS classique, il peut vriller considérablement sur de grandes impressions et à des températures de plateau trop basses – en particulier aux coins. (Source). Les guides pratiques recommandent donc systématiquement un plateau chauffant de 70 à 90 °C et souvent un refroidissement réduit dans les premières couches pour éviter le vrillage. (Source, Données sources). Dans les fils de discussion de la communauté, on trouve les deux extrêmes – de « le PETG ne vrille jamais » à « je n'arrive à rien imprimer à plat ». (Source). La différence réside presque toujours dans les paramètres et l'environnement, pas dans l'étiquette sur la bobine.
Mythe 3 : « Un Raft prévient le vrillage fondamentalement mieux qu'un Brim. »
Classification : ça dépend. Un Raft offre un contact maximal avec le plateau et masque les irrégularités, il est donc fondamentalement très bon contre le vrillage – en particulier avec l'ABS/ASA ou de très grandes pièces. (Source). Parallèlement, les expériences de la communauté montrent que le modèle peut toujours vriller au-dessus du Raft si l'environnement, les températures ou le refroidissement ne sont pas adaptés. (Source). Un Brim suffit dans de nombreux cas, consomme moins de matériau, est plus facile à retirer et modifie moins le dessous. (Source). Chez 33d.ch, nous n'utilisons des Rafts que lorsque les Brims et les paramètres propres ne suffisent plus.
Mythe 4 : « Plus de refroidissement par ventilateur aide toujours, car la pièce durcit plus vite. »
Classification : plutôt faux. Un refroidissement puissant par ventilateur est important pour le PLA afin d'obtenir des détails et des surplombs propres, mais il peut renforcer le vrillage, surtout dans les premières couches, parce que le plastique refroidit trop vite et que les coins se détachent plus du plateau. (Source). De nombreuses recommandations prévoient de laisser le ventilateur complètement éteint pendant les 3 à 5 premières couches, puis de l'augmenter progressivement. (Source). Pour l'ABS et l'ASA, les fabricants recommandent souvent d'éviter largement le refroidissement de la pièce, car il peut favoriser le vrillage et les fissures de couches. (Source).
Mythe 5 : « Le vrillage est simplement le signe d'une imprimante bon marché, pas d'un réglage. »
Classification : faux. Bien sûr, les imprimantes haut de gamme ont des avantages en matière de planéité du plateau, de stabilité de température et d'auto-nivellement, mais le vrillage provient principalement de la physique, pas des logos sur le boîtier. Même les appareils coûteux présentent un vrillage massif avec des températures incorrectes, trop de courants d'air ou des matériaux inadaptés. (Source). Dans le même temps, de nombreux problèmes peuvent être considérablement réduits sur des imprimantes bon marché si le nivellement, la température du plateau, la colle, le Brim et l'environnement sont soigneusement ajustés. (Source). Une bonne photo avant/après d'une imprimante bon marché avant et après la calibration est souvent la meilleure preuve contraire de ce mythe.
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Ceux qui préfèrent que le sujet soit expliqué en vidéo trouveront de nombreux bons tutoriels étape par étape. Vidéo recommandée : How to Fix 3D Print Warping (anglais) – ici, les causes et contre-mesures les plus importantes sont présentées de manière très claire.
Application pratique au quotidien
Pour la vie de tous les jours dans l'atelier ou le sous-sol amateur, un déroulement clair est plus utile que la énième liste de « conseils secrets ». Nous procédons grossièrement ainsi avec de nouveaux setups : d'abord nettoyer soigneusement le plateau, puis vérifier le nivellement (test du papier ou nivellement de maillage) et observer consciencieusement et lentement la première couche. (Source). Ensuite, nous commençons avec une température de plateau raisonnable dans la plage recommandée et optimisons par pas de 5 °C, tout en prenant des photos des premières couches. (Source, Données sources). Dès que de grandes pièces ou des pièces très plates sont à prévoir, nous ajoutons un Brim et – pour l'ASA/ABS – un boîtier. (Source).
Pour classer les informations, nous ne nous fions pas à une seule source. Globalement, nous les divisons en trois groupes : fiches techniques des fabricants et blogs techniques (valeurs de base pour les matériaux et les températures), tests indépendants comme la comparaison PLA, PETG et ASA par CNC Kitchen (propriétés mécaniques et conditions d'impression réalistes) et fils de discussion communautaires pour les cas de problèmes spécifiques, où nous prêtons surtout attention aux modèles récurrents et aux photos significatives. (Source, Données sources). Ainsi, nous évitons qu'un seul rapport d'expérience ne mène notre configuration dans une impasse.
Quelle: YouTube
Une autre vidéo intéressante est First Layer & Bed Adhesion Guide (anglais). De telles vidéos sont un bon complément aux propres tests – mais elles ne les remplacent pas complètement, car chaque imprimante et chaque filament réagit un peu différemment.
Malgré de nombreux articles et billets de blog, il existe encore quelques lacunes. Ainsi, bien qu'il existe des tableaux de températures de plateau recommandées, il n'existe que peu de séries de mesures librement accessibles qui examinent systématiquement les températures réelles de surface à différents endroits du plateau – des écarts de 5 à 10 °C entre le capteur et la surface réelle du verre peuvent en résulter. (Source). En ce qui concerne les enceintes, nous nous appuyons également davantage sur des valeurs empiriques que sur des limites strictes pour les températures optimales de la chambre de construction selon le matériau ; 25 à 40 °C sont souvent mentionnés, mais cela n'est guère étayé par des études portant sur un large éventail de données pour le moment. (Source).
Les matériaux « à faible vrillage » ou modifiés comme l'ABS+, les variantes d'ASA ou les types de PETG chargés sont également intéressants, mais encore peu documentés. Les fabricants soulignent un retrait réduit, mais les données comparatives indépendantes sont rarement accessibles au public. (Source). Notre recommandation : utiliser les indications du fabricant comme point de départ, mais toujours les combiner avec vos propres petits tests – surtout avec de nouveaux filaments et des combinaisons inhabituelles de surface de plateau et de colle.
En bref, le vrillage et la mauvaise adhérence au plateau ne sont pas une malédiction mystérieuse, mais le résultat de différences de température, de propriétés du matériau et d'un contact insuffisant entre la première couche et le plateau d'impression. Si vous combinez des températures de plateau réalistes, un environnement stable, un nivellement propre, des Brims ou Rafts utilisés judicieusement et des colles adaptées, vous maîtriserez le PLA, le PETG et l'ASA dans la plupart des cas – et vos propres photos avant/après le confirmeront.
Mini-conclusion : 5 choses que vous pouvez essayer immédiatement
- Nettoyer le plateau et vérifier le nivellement – selon notre expérience, cela résout déjà une grande partie de tous les problèmes d'adhérence.
- Ralentir la première couche – 20–30 mm/s et un peu plus de débit donnent au filament le temps de se lier au plateau.
- Brim en standard pour les pièces problématiques – tout ce qui est grand, plat ou anguleux reçoit automatiquement un Brim.
- Éliminer les courants d'air – éloigner l'imprimante des fenêtres et des bouches d'aération ou utiliser un simple boîtier.
- Documenter les changements – les photos, les courtes notes et les profils personnels vous éviteront beaucoup de recherches lors du prochain projet.