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Avant de parler de l’entretien du HeatCore Unibody (ou de sa réparation le cas échéant), nous allons brièvement présenter les différents types d’extrudeurs disponibles sur le marché de l’impression 3D.

La buse idéale

La buse idéale (imaginaire) aurait les caractéristique suivantes:

  • Le tube de la buse et le filament auraient le même diamètre intérieur, pour assurer une transmission de force parfaite.
  • Il n’y aurait plus de frictions entre le filament et les parois internes de la buse afin de faciliter l’extrusion.
  • La température de fluidification du filament serait atteinte par le bloc de chauffe (généralement autour de 200ºC) et une coupure thermique éviterait la propagation de la chaleur vers la partie supérieur de l’extrudeur.

Ces caractéristiques ne sont pas disponibles pour les raisons suivantes:

  • Le filament et le tube de la buse ont une tolérance de diamètre, c’est la raison pour laquelle un espace a été laissé entre les deux afin d’éviter que la buse ne se bouche. Par exemple, une buse pour filament de 1,75 mm a en général un diamètre compris entre 1,9 mm et 2 mm.
  • Evidemment, une friction nulle est impossible, et les matériaux tel que le PTFE sont utilisés pour la réduire.
  • Avoir une coupure thermique n’est pas possible, pour obtenir une performance proche de l’idéal il faut trouver des matériaux avec une meilleur isolation.

Familles de Buses

D’une manière générale, il existe trois grandes familles de buses:

  • Les buses classiques, constitué de plusieurs pièces et d’un tube PTFE (ou tout autre matériau aux propriétés similaires) à l’intérieur.
  • Les buses 100% métal en plusieurs parties, sans tube PTFE.
  • Les buses d’un seul bloc, aussi connu sous le nom de buses (hot-ends) UniBody.

Les deux dernières familles pourraient potentiellement être combinées, à savoir qu’il pourrait y avoir des buses 100% métal UniBody, bien que ce type n’existe pas encore sur le marché (selon les connaissances de l’auteur).

Les buses classiques

Les buses classiques ont deux caractéristiques principales.

Plusieurs pièces

Les avantage d’avoir plusieurs pièces:

  • La modularité, les pièces peuvent être remplacées lors d’usures, ou adaptées selon les besoins, par exemple, la modification du diamètre de sortie : 0.4 mm, 0.3 mm, etc., ou encore pour utiliser un filament de diamètre différent, en général 3 mm ou 1,75 mm.
  • L’utilisation de plusieurs pièces peut permettre d’utiliser différents matériaux, parvenir à un meilleur contrôle de la température, utiliser des matériaux qui chauffent plus rapidement, avec une forte inertie thermique dans le bloc de chauffe et une isolation thermique dans la partie supérieure, ce qui empêche la chaleur de se propager jusqu’à l’extrudeur.

En revanche, le plus grand inconvénient est le dépôt de matière entre les jonctions des différentes parties, qui en s’accumulant peut entraîner un blocage de l’extrudeur. Ceci est plus susceptible de se produire lors d’impressions avec du PLA, plus fluide que l’ABS.

Tube interne en PTFE

Le rôle du PTFE est de minimiser les frictions entre le filament et les parois internes de la buse, ce qui facilite l’extrusion.

Le plus grand inconvénient du PTFE est qu’il commence à se déformer à des températures supérieures à 240°C, ce qui signifie qu’il n’est pas possible d’imprimer avec des matériaux nécessitant des températures supérieures. De plus, il s’use plus rapidement que le métal et surtout lors d’impressions prolongées à des hautes températures. Les exemples de buses classiques les plus populaires sont la j-head et la budaschnozzle. Elles combinent toutes les deux différents matériaux pour obtenir la coupure thermique, mais ne peuvent pas imprimer au dessus de 240ºC, on retrouve également l’usure du tube PTFE  et elles peuvent fuir entre les différentes jonctions.

Sección del budaschnozzle

Coupe d’une buse Budaschnozzle

Les buses toutes en métal

Les buses toutes en métal sont fabriquées exclusivement à partir de métal. L’avantage majeur est la possibilité d’atteindre de hautes températures, et par conséquent de pouvoir imprimer avec des matériaux tels que le nylon ou le PTFE. Cependant, bien que les pièces aient une faible conductivité thermique afin d’avoir une coupure thermique, un extrudeur 100% métallique aura toujours une plus grande conductivité thermique qu’un extrudeur traditionnel, par conséquent il faut utiliser des ventilateurs de refroidissement avec des dissipateurs thermiques. De plus, le métal implique une plus grande friction avec le PLA. Ceci est minimisé avec l’application de traitements comme l’électro-polissage dans la buse, mais dont les performances restent inférieures au PTFE.

L’exemple le plus populaire d’une buse toute en métal est la E3D, qui permet l’extrusion de toutes sortes de matériaux, mais l’absence de tube en PTFE engendre des problèmes avec les matériaux à friction élevée et les matériaux souples. Cette buse est également conçue en plusieurs parties ce qui peut entraîner des fuites, voire la formation de bouchons.

Sección del hot-end E3D v5 formado por varias piezas de metal

Les buses Unibody

Ces buses sont fabriquées d’une seule pièce, le plus grand avantage est l’absence de fuites aux jointures (car il n’y a pas de jointures) rendant les impressions plus stables et ce même à des températures élevées (par exemple, l’extrusion de PLA peut se faire à 220ºC sans risque de fuite). De plus, comme le dissipateur de chaleur ne fait qu’un avec le reste de la buse, la chaleur est mieux dissipée qu’avec les autres solutions où le dissipateur est généralement une pièce à part. Le plus grand défaut de ces buses est qu’étant d’un seul tenant, elles rendent plus difficile l’obtention de la coupure thermique. La buse de BQ est une UniBody, et le tube interne est réalisé à partir de PTFE afin de minimiser les frictions. Le point faible de cette buse est l’usure de ce tube en PTFE.

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La vidéo ci-dessous explique les avantages des buses Unibody par rapport à celles constituées de plusieurs pièces :

Entretien du HeatCore Unibody

Il y a deux tâches principales à effectuer :

  1. Nettoyer l’intérieur de la buse, afin d’éviter les blocages et s’assurer qu’il n’y a pas de dépôt de matières à l’intérieur. Cela prolongera également la durée de vie du tube en PTFE.
  2. Remplacer le tube en PTFE, étant donné qu’il s’use avec le temps, ceci provoquera des blocages dû à sa déformation.

Nettoyer la buse pour éviter les blocages

Pour nettoyer l’intérieur de la buse, une aiguille d’acupuncture avec un diamètre de 0,4 mm est utilisée. Les aiguilles sont fournies avec la Witbox  mais aussi avec la Prusa i3 Hephestos. Vous pouvez également en acheter ici.

Regardez cette vidéo afin de savoir comment les utiliser :

Remplacer le tube en PTFE

Nous allons vous expliquer comment remplacer le tube en PTFE du HeatCore Unibody. Cela doit être fait sans qu’il y ait d’extrusion ou très peu de matière à l’intérieur. Si vous avez des questions, merci de prendre contact avec notre support technique en utilisant l’adresse e-mail soporte.3d.fr@bq.com, car l’opération peut être complexe. Les outils suivants sont requis pour effectuer le remplacement :

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Le tube en PTFE est situé dans la partie interne de la buse, pour ce faire il faut enlever l’extrudeur du chariot de l’axe X. N’oubliez pas de faire chauffer la machine afin de retirer le filament si ce n’est pas déjà fait.

Étape 1

En utilisant une clé Allen de 2,5mm, il faut desserrer les deux vis de fixation du ventilateur et du dissipateur de chaleur, maintenus au bloc d’extrusion.

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Étape 2

En utilisant une clé Allen de 1,5mm, il faut desserrer la vis sans tête qui maintient la buse au bloc d’extrusion.

S’il vous plaît rappelez-vous d’insérer la clé bien au fond de la vis avant de la desserrer, car il s’agit d’une petite vis sans tête qui peut subir des dommages lorsqu’elle n’est pas manipulée avec précaution! (remplacez-la si elle est abîmée avant de ne plus pouvoir la dévisser)

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Étape 3

Maintenant il faut retirer la partie supérieure de la buse. Le but principal de cette pièce est d’éviter que le tube ne bouge dans la buse.

Tenez la buse dans une main et utilisez l’autre pour tenir la pince. En forçant un peu, il faut dévisser la partie supérieure de la buse.

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Étape 4

Merci de noter que l’état du tube en PTFE peut être dû à des résidus de matière coincés dans la buse.

Soyez extrêmement vigilant lors de cette manipulation car vous aurez besoin de mettre en chauffe la buse entre 200 et 220°C. Utilisez l’étau pour la tenir et assurez-vous qu’elle est bien fixée pour éviter tout accident.

 Teflon_4_opt
Teflon_4-1_opt Teflon_4-2_opt  Maintenant connectez la buse à l’imprimante. Les câbles suivants doivent être connectés:

  • Cartouche de chauffe (afin de pouvoir chauffer la buse).
  • Thermistance (capteur qui mesure la température de la buse).

Mettez sous tension l’imprimante et en utilisant l’écran LCD sélectionnez l’option appelée “Préchauffage” (Preheat) et attendez que la buse atteigne la température cible prévue. (Notez que les machoires de l’étau auront tendance à refroidir la buse qui aura du mal à monter à la bonne température. Pour éviter cela, ne serrez dans l’étau que la partie haute de la buse)

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Une fois la température atteinte, il faudra utiliser une pince afin de retirer le filament coincé à l’intérieur. Cela peut être difficile, donc s’il vous plaît soyez patient.

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Étape 5

Il y a un tube blanc à l’intérieur de la buse et ce tube est appelé un tube PTFE.

Pour retirer le tube PTFE, utilisez un tournevis et une vis à bois de 16 mm de long. La vis doit être placée dans le trou de la buse et enfoncée jusqu’à ce que le tube entre en contact avec la vis. Il faut ensuite visser pratiquement entièrement la vis dans la buse.

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Il faut maintenant utiliser une pince pour retirer la vis qui entraînera avec elle le tube PTFE. S’il vous plaît soyez prudent,  rappelez-vous que la buse est très chaude ! Une fois que vous avez retiré cette partie, vous pouvez éteindre l’imprimante, débrancher les câbles (la cartouche de chauffe et la thermistance) et laisser la buse se refroidir.

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Étape 6

Maintenant vous pouvez insérer le nouveau tube en PTFE dans la buse. Le tube doit avoir les dimensions suivantes: Ø extérieur de 4 mm, Ø intérieur de 2 mm, et une longueur de 19,4 ±0,2 mm. Vous pouvez utiliser la vis de la partie haute de la buse pour pousser le tube à l’intérieur. Après l’avoir inséré, il faut revisser la partie supérieure. Assurez-vous que la vis supérieure est bien serrée en utilisant une pince.

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Étape 7

Maintenant que nous avons remplacé le tube en PTFE, il suffit de remonter le bloc d’extrusion afin que l’imprimante soit à nouveau opérationnelle.

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Regardez la vidéo suivante pour apprendre à changer le tube PTFE de votre extrudeur HeatCore Unibody :