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OVER EXTRUSION

Contrôle de l’extrusion d’argile via moteur et G-code, combiné à l’optimisation topologique : gain de matière, temps et structure optimisée par réglage dynamique des paramètres de débit et pression en impression 3D.

1 novembre 2024

Publication

## Contrôle dynamique de l’extrusion d’argile et optimisation topologique

**Pilotage moteur et G-code**
L’extrusion d’argile repose sur un contrôle précis des moteurs pas-à-pas via des commandes G-code personnalisées. Les instructions **G1** régissent la vitesse de déplacement et le débit d’extrusion (*E*), tandis que **M221** ajuste dynamiquement le facteur d’extrusion en réponse aux variations de viscosité de l’argile. La pression dans le cylindre est modulée par des commandes **M900-M907**, adaptant la poussée du piston en fonction de la résistance mécanique du matériau.

**Optimisation topologique algorithmique**
L’algorithme d’optimisation redistribue la matière selon les contraintes structurales identifiées (charges, vibrations), générant des motifs cellulaires ou des nervures internes. Cette réduction de masse (jusqu’à 40 %) s’accompagne d’une adaptation automatique des paramètres d’impression :
- **Épaisseur de paroi** : ajustée localement pour renforcer les zones critiques.
- **Débit d’extrusion** : réduit dans les régions à faible contrainte, économisant matière et temps.
- **Vitesse d’impression** : accélérée sur les sections verticales grâce à une viscosité contrôlée.

**Réglage dynamique en temps réel**
Un système fermé intègre des capteurs de pression et de déformation pour corriger les paramètres pendant l’impression :
- Augmentation du **facteur K** (*pressure advance*) lors des changements de direction brusques pour éviter les surépaisseurs.
- Modulation de la **température ambiante** pour stabiliser le séchage de l’argile, limitant les fissures.
- Adaptation de la **hauteur de couche** (0,8 à 1,5 mm) selon la complexité géométrique de la couche active.

**Bénéfices synergiques**
- **Gain de matière** : structures alvéolaires imprimées en parois minces (3-5 mm) avec remplissage inférieur à 15 %.
- **Réduction du temps** : trajectoires optimisées couplées à des vitesses variables diminuent la durée d’impression de 25-30 %.
- **Intégrité structurelle** : répartition des contraintes alignée avec l’orientation des couches d’argile, améliorant la résistance à la flexion.

Cette approche fusionne la flexibilité de la fabrication additive avec l’efficacité computationnelle, permettant des architectures hybrides (massif/creux) impossibles à réaliser par moulage traditionnel.

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