Impression 3D en argile

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Introduction

L'argile est une matière intéressante à imprimer pour plusieurs raisons. On peut notamment créer des structures très larges comme des maisons ou encore créer des belles sculptures.

Avantages par rapport à l'impression avec du filament en plastique:

  • L'argile est réutilisable, il suffit de détruire une forme, ajouter de l'eau et malaxer (avant de brûler)
  • Le matériel est peu polluant et il se trouve partout.

Avantage par rapport à un tour de poterie:

  • On peu créer des formes plus sophistiquées, par exemple des vases avec des "bulles" comme on peut voir dans les photos ci-dessous.

Survol du processus:

  • Préparer la pâte avec de l'eau, le tout doit être très bien mélangé et consistant.
  • Importer un objet 3D approprié dans un trancheur (slicer) et paramétrer
  • Préparer l'imprimante, notamment remplir le piston avec de l'argile
  • Imprimer l'objet
  • Sécher
  • Mettre dans un four > 950 à 1200 degrés. C'est un processus irréversable car transforme la structure cristalline
  • Mettre de la lasure est une option

Argile

L'argile est une matière fine, une sorte de poussière collante. C'est le même matériel (silica) que le sable les cailloux. C'est donc l'objet le plus important que l'on retrouve dans nos sols.

Sable et sil sont plus larges 60um (0.6mm). L'argile a un diamètre 0.2mm.

On peut acheter l'argile en 2 conditionnements: poudre ou pâte (la dernière est conseillée)

Composition

  • Pur ou pas pur: Normalement on ajoute Chamotte 20-25% pour que cela reste stable. Elle doit avoir un diamètre inférieur à 0.2mm pour une utilisation avec une imprimante 3D normale
  • La taille du grain est environ 0.2 mm

Selon Wikipedia, La chamotte, ou tesson broyé, est une argile brute cuite à une température de 1300 - 1 400 °C, broyée et tamisée (pour contrôler la granulométrie des grains obtenus). La terre chamottée est une terre lisse dans laquelle on ajoute de la chamotte.

Types d'argile:

  • Terre cuite (Earthenware) (950-1100 degrés): Selon Wikipedia, La terre cuite est un matériau céramique obtenu par la cuisson de l'argile. Elle est utilisée pour réaliser des poteries, des sculptures et pour la fabrication de matériaux de construction, briques, tuiles ou carreaux. Aujourd'hui, la locution « terre cuite » désigne généralement une céramique poreuse, par opposition au grès ou à la porcelaine qui sont des terres cuites vitrifiées à la porosité négligeable.
  • Mid-fire stoneware, plutôt à éviter car peut fondre.
  • high-fire stoneware (1200-1300 degrés, utilisé au FacLab)
  • Porcelin (Kaolin) 1800, difficile à imprimer

Préparation de l'argile

  • Pour un 1 kg de pâte acheté, il faut ajouter 40 grammes d'eau pour obtenir une bonne dureté
  • Ensuite il faut malaxer jusqu'à ce que le tout soit bien consistant: Il faut ajouter un peu d'eau tant qu'il y a des fissures
  • La dureté du mélange peut être vérifié avec un outil (JK Drop Spike) qu'on peut fabriquer soi-même
  • Pas de bulles d'air.
Préparation de l'argile au FacLab UnigE

Voici le JK Drop Spike que l'on fabriquer avec une imprimante 3D:

Pour la configuration de l'argile utilisé au Faclab, le spike doit entrer 3.5cm pour que l'argile soit parfait.

On peut aussi utiliser une séringue avec le bout coupé pour voir si l'argile extrude bien.

Cuisson

  • On fait d'abord un "bisque feu": 1000 degrées pour enlever l'eau.
  • Ensuite on applique le glaze (email)
  • Ensuite on fait du glazing, plus chaud, environ 1300 degrées.

Considérations pour le modèle 3D et réglage du slicer

  • Normalement, on planifie un seul mur. Ensuite on peut faire faire 2-3 murs.
  • Pas de "overhang" !
  • Pentes de 30 degrés max.
  • Rarement du remplissage
  • On peut ajouter du support, mais il sera difficile à enlever. On conseille de créer un "custom support" assez solide.

Slicer settings:

  • Couches: 2-3 pour la base
  • Buses typiques: 1mm, 2mm, 3mm
  • Épaisseur des couches: 1.2mm à 1.5mm pour une buse de 3mm
  • Températures: 0
  • Vitesse ?

On conseille d'imprimer un jupe, à la fois pour commencer bien l'extraction et pour stabiliser le tout.

Imprimantes et fabricants

La plupart des imprimantes sont des DELTA, mais il existe des cartésiens ou encore des imprimantes avec un bras robotique à 4 dimensions.

Il existe deux systèmes pour le piston.

  • avec piston et compresseur, plus simple mais pas évident à maintenir la même pression tout le long.
  • avec moteur, plus compliqué à utiliser

Exemples:

  • 3D Potter, avec un bras robotique
  • 3D Wasp produit plusieurs modèles Delta. Le FacLAB UniGE en a une petite Delta WASP 2040.

Logiciels de modélisation

  • N'importe lequel

Sinon:

Utilisation de la Delta WASP 2040

Voici un résumé des opérations

  • Choose the nozzle. Usually 3mm and do 5mm walls.
  • About 5 litres is needed to fill the cylinder.
  • Mixer l'argile 45g d'eau pou 1kg d'argile.
  • Pénétration = 3.5cm
  • 1re méthode: Insérer le piston un peu, retourner le cyclindre et insérer l'argile
  • 2è méthode: insérer l'argile depuis le haut (boule qui dépasse la largeur). Ensuite appuyer très fort.
  • Le cylindre doit être rempli jusqu'en haut
  • Laver l'extrudeur et le tuyeau si nécessaire (au bout de 2-3 jours, sinon le dur va gener).
  • Tout connecter
  • Allumer l'imprimante
  • Connecter l'extrudeur. Pression: environ 4 bars, sauf au début on peut mettre plus jusqu'à 6 bars. Il faut sentir ce qu'il faut comme pression
  • Il faut sortir une assez longue saucisse au départ du tuyeau, avant de le connecter à l'extrudeur
  • Il faut ajuster l'extrusion manuellement dans l'interface de la WASP
  • Ajuster z0 selon la hauteur du plateau avec une feuille de papier comme sur une imprimante traditionnelle.
  • Commencer l'impression et ajuster la pression selon les besoins
  • Après l'impression il faut nettoyer le réservoir et l'extrudeur
  • Nettoyer l'imprimante et la table
  • Eteindre l'imprimante
  • Attendre 2-3 jours
  • Garder l'argile dans du plastique pour pas qu'il sèche.

Réglages slicer

à faire

Liens

Guide de l'impression argile (traduction)

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