Système de récupération de solvants pour l’impression 3D

Quelques faits sur l’impression 3D

L’impression 3D est une industrie émergente et présente un potentiel dans un large éventail d’applications, notamment la fabrication, le médical, l’industriel, le culturel, et bien d’autres. En fabrication, elle peut révolutionner la manière dont nos produits sont conçus, fabriqués et pris en charge. Rien de moins. Le procédé d’impression 3D met en œuvre différents types de résines, de filaments plastiques, de colorants et d’encres. Ces substances doivent être correctement retirées de l’équipement afin de le maintenir dans des conditions de fonctionnement optimales. L’un des principaux problèmes auxquels les imprimantes 3D sont confrontées est l’accumulation de filament ou de résines non polymérisées obstruant la buse de l’extrudeuse, ou générant de la friction sur des pièces mobiles critiques comme l’engrenage de l’extrudeuse, la tête d’impression, le ventilateur de refroidissement ou le moteur de l’extrudeuse. À mesure que les activités de recherche et développement progressent sur les matériaux et technologies d’impression 3D, plusieurs substrats peuvent être utilisés dans les imprimantes 3D actuelles (nylon, résine, thermoplastique, métal, etc.). Ils ont tous des propriétés et des structures différentes, ainsi que des forces et des faiblesses. Par conséquent, le choix du substrat dépendra de l’application et de la manière ou des conditions dans lesquelles l’objet imprimé sera utilisé. Comme tous les substrats ont des propriétés différentes – point de fusion, solubilité, durabilité, flexibilité et niveau de résistance – les méthodes utilisées pour les déloger varient d’un matériau à l’autre. Par exemple, certains matériaux se dissoudront facilement dans des solvants, tandis que d’autres non. Certains se désagrègeront facilement lorsqu’ils sont frottés à température ambiante, et d’autres nécessiteront un chauffage et un brossage plus énergique. Les solvants organiques – comme l’acétone – sont des agents de nettoyage très efficaces lorsqu’il s’agit de déloger des substances comme les résines plastiques, l’encre, les colorants et la saleté des composants d’imprimantes 3D. Cependant, ils sont aussi très dangereux et doivent être éliminés correctement afin d’éviter de polluer la planète. Ou mieux encore : ils devraient être recyclés et réutilisés pour économiser des ressources. Tout d’abord, examinons ce qui provoque l’accumulation de filament dans certains composants critiques et comment s’en débarrasser.

Qu’est-ce qui provoque le dysfonctionnement d’une imprimante 3D et comment y remédier ?

Buse d’impression obstruée

Même une obstruction partielle de la buse de l’extrudeuse affectera les performances des imprimantes 3D en courbant le filament à sa sortie de la buse, ce qui entraîne une mauvaise adhésion entre les couches. Un blocage complet de la buse paralysera l’ensemble du système et nécessitera un bon nettoyage avant de pouvoir redémarrer.

Qu’est-ce qui provoque l’obstruction de la buse de l’extrudeuse ?

De nombreuses raisons peuvent entraîner un blocage complet ou partiel de la buse de l’extrudeuse. Voici les plus courantes :

• Hauteur d’impression incorrecte : Si la buse est trop proche du plateau d’impression, des résines peuvent s’accumuler en atteignant les orifices de la buse, puis sécher et provoquer un blocage. Ne pensez pas qu’inverser la situation en réglant la buse trop haut résoudra le problème, car vos couches de matériau n’adhéreront pas correctement. La buse d’impression doit être réglée à la bonne hauteur conformément aux spécifications du fabricant.
• Température d’impression incorrecte : La plupart du temps, lorsque cette situation se produit, elle est due à un changement de matériau pendant un travail d’impression. Comme toutes les résines ont des températures d’extrusion différentes, la séquence d’impression lors d’un changement de matériau est critique afin d’éviter l’obstruction de la buse de l’extrudeuse. Par exemple, le matériau A fond à une température plus élevée que le matériau B ; ainsi, lorsque vous changez de substrat et ajustez la température d’impression en conséquence, il peut rester des résidus de matériau A caramélisés à l’intérieur de la buse, formant une obstruction partielle ou complète.
• Filament de mauvaise qualité : Un matériau chimiquement instable ou de mauvaise qualité peut provoquer une accumulation de filament à l’intérieur de la tête de buse, entraînant une obstruction partielle puis, à terme, complète de l’extrémité de la buse.
• Accumulation de saletés et de poussière : Comme tout équipement, l’accumulation de saletés (peluches, poussière ou autres impuretés) peut créer un excellent point de rétention des filaments de résine lorsqu’ils traversent la buse. À terme, cela finira par obstruer la buse.

Pièces mécaniques contaminées

L’accumulation de filament sur des pièces mobiles – comme l’engrenage de l’extrudeuse, la tête d’impression, le ventilateur de refroidissement ou la courroie du moteur de l’extrudeuse – provoque de la friction, ce qui peut entraîner une défaillance prématurée du système ou des problèmes liés à la surchauffe. Des pièces mobiles en friction les unes avec les autres peuvent surchauffer et affecter la température de fonctionnement de l’imprimante. Augmenter la température d’impression sur la plupart des substrats n’affectera pas seulement les performances d’impression, mais pourrait aussi ralentir le processus de polymérisation et conduire à un produit imprimé mal formé. Des débris coincés dans les courroies ou les poulies, recouvrant les tiges ou recouvrant la vis de l’axe Z, peuvent entraver le mouvement fluide de votre machine. Pour toutes ces raisons, il est très important de garder les composants de votre imprimante 3D exempts de tout contaminant, de résidus de résine et de matériaux non polymérisés. Mais comment ?

Comment nettoyer la buse et les pièces d’une imprimante 3D ?

Il existe de nombreuses méthodes pour remédier à une buse obstruée et fragmenter les résines non polymérisées présentes dans les pièces imprimées en 3D. La méthode numéro un doit toujours être la prévention : garder votre imprimante 3D propre et effectuer une maintenance planifiée périodiquement entre les travaux d’impression est la meilleure façon à la fois d’éviter une défaillance prématurée du système et de la maintenir dans des conditions de fonctionnement optimales. Cependant, si vous constatez une accumulation de filaments ou d’autres saletés dans vos pièces, elle doit être entièrement retirée et nettoyée avant de remettre l’imprimante 3D en service. Les méthodes incluent le « cold pull », l’utilisation d’aiguilles d’acupuncture ou d’autres objets pointus pour gratter les résidus, le passage forcé d’un filament dans la buse à l’aide d’un matériau ayant un niveau de résistance et une température de fusion plus élevés que celui caramélisé à l’intérieur, et, en dernier recours, le démontage des composants contaminés et leur nettoyage au solvant. La meilleure façon d’éliminer les résines situées dans des zones cachées et des trous borgnes difficiles d’accès est de les laisser tremper quelques heures dans un solvant. À défaut, des nettoyeurs de pièces comme les nettoyeurs à ultrasons ou des laveuses de pièces haute pression se sont révélés efficaces pour nettoyer de petites pièces mécaniques. L’inconvénient de ces méthodes est le coût associé à l’achat de solvant pur et à l’élimination du solvant usagé. Sans compter les risques liés au stockage de fûts de solvant dans l’atelier et la nécessité de gérer les rapports EPA. C’est là que Kresco intervient ! Kresco Solvent Distillation Technologies fournit la solution idéale pour séparer en toute sécurité les solvants de nettoyage des contaminants grâce à un processus de distillation contrôlé.

La gamme de distillateurs de solvants de Kresco

La gamme de recycleurs de solvants de Kresco vous permet de récupérer et de valoriser votre solvant usagé grâce à un processus de distillation de solvants contrôlé et entièrement automatisé. Avec nos systèmes, vous pourrez séparer le solvant pur des résines d’impression 3D et d’autres contaminants avec une efficacité, une sécurité et une qualité constante optimales. Selon les composants présents dans la substance, vous pouvez vous attendre à des taux de récupération allant de 95 % à 99,9 % du produit d’origine. Nous avons une grande variété d'équipements parmi lesquels choisir pour répondre à votre volume de production :

• Distillateurs de solvants discontinus disponibles avec une capacité de réservoir de 8, 16, 32, 48 et 64 gallons.
• Distillateurs de solvants continus fabriqués sur mesure selon vos besoins et pouvant atteindre des niveaux de production allant jusqu'à 100 gallons par heure.

Tous nos équipements sont prêts pour l’automatisation et presque sans maintenance. Ils sont antidéflagrants et nécessitent très peu d’expertise pour être exploités. Ils sont certifiés QPS selon la norme UL 2208 au Canada et aux États-Unis pour les emplacements dangereux de classe I, Div.1, groupe D. Composants standard :

• Construit avec une cuve robuste en acier inoxydable de grade 304, isolée avec 4″ de polyuréthane sur la paroi latérale et le fond.
• Réchauffeur électrique antidéflagrant et huile de transfert thermique pour un chauffage indirect optimal.
• Température de fonctionnement allant jusqu'à 210 ºC / 410 ºF.
• Les paramètres du procédé sont régulés par des automates programmables (PLC) et interfacés avec une interface homme-machine (HMI) à écran tactile intuitive.
• Conformes aux codes NFPA (30, 33 et 70) et aux codes internationaux de prévention des incendies (IFC).

Composants optionnels :

• Système assisté par vide.
• Trousse de transfert à remplissage automatique.
• Tous les composants en acier inoxydable.
• Boîtier d'alarme lumineux externe.
• Protection contre le débordement.
• Système de refroidissement d'huile.
• Bras de levage pour la collecte des boues industrielles.

Contactez votre représentant Kresco dès aujourd’hui pour en savoir plus sur notre gamme de distillateurs de solvants et sur la manière dont nous pouvons vous aider à améliorer vos processus de nettoyage des imprimantes 3D.