Cette étude explore l’influence méconnue de la convection forcée générée par le ventilateur de refroidissement dans la fabrication additive par extrusion de fil fondu (FFF). À l’aide d’un réseau de thermocouples intégré sous le plateau chauffant d’une imprimante Prusa MK3S+, les chercheurs ont mesuré en temps réel les gradients thermiques induits par le flux d’air du ventilateur. Les résultats révèlent des écarts de température pouvant atteindre plusieurs dizaines de degrés entre le centre et la périphérie du plateau, accentués à haute température de consigne. Ces variations entraînent une compensation thermique du plateau et amplifient les gradients locaux, altérant la solidification du polymère. Des cubes en acide polylactique (PLA) ont ensuite été imprimés avec différents paramètres d’activation du ventilateur afin d’évaluer les effets sur la rugosité de surface, la fidélité géométrique et le retrait dimensionnel. Les zones non refroidies se sont avérées jusqu’à deux fois plus rugueuses et ont subi des déformations et rétrécissements marqués, tandis que le refroidissement non uniforme a provoqué des écarts importants entre les faces avant et arrière des pièces. Ces observations confirment que la convection forcée agit de manière hétérogène sur le processus de solidification et qu’elle doit être intégrée dans les modèles de transfert thermique du procédé FFF. Cette approche instrumentée, simple et non invasive, ouvre la voie à un contrôle thermique plus précis et à une meilleure prédiction des propriétés locales des polymères imprimés.
Nature