Test de l’Anisoprint EN 131 : une imprimante 3D composite pour pièces renforcées en continu
L’Anisoprint EN 131 est une imprimante 3D professionnelle conçue pour la fabrication additive de pièces composites renforcées par fibres continues. Contrairement aux machines FDM classiques qui ne déposent qu’une matrice thermoplastique, ce modèle embarque un deuxième extrudeur capable d’acheminer un filament de fibre de carbone ou de fibre de verre imprégné de résine. Le procédé breveté Anisoprint, appelé CFF (Continuous Fiber Fabrication), produit des pièces dont le rapport résistance/poids rivalise avec celui de l’aluminium et conserve une rigidité élevée sous des contraintes mécaniques fortes. Ce test se concentre sur les caractéristiques techniques mesurables, la mise en œuvre en bureau d’études et les avantages et limites observés en conditions réelles.
Construction mécanique et enceinte
Le bâti de l’EN 131 est en profilés d’aluminium usiné, ce qui donne une rigidité suffisante pour maintenir l’axe Z stable lors des déplacements rapides de la tête d’extrusion. L’axe XY repose sur un guidage linéaire avec rails de précision et courroie dentée. Les moteurs sont refroidis passivement par des radiateurs montés sur le châssis, évitant les surchauffes après des impressions longues de 24 h ou plus. La surface d’impression est une plaque composite revêtue d’un liant spécial qui adhère bien au polyamide (PA) et au polyétheréthercétone (PEEK). Le volume de fabrication est de 250 × 200 × 180 mm, assez pour produire des pièces fonctionnelles comme des bras de robot léger ou des renforts de drones sans nécessiter de collage ultérieur.
Un élément indispensable pour l’impression composite est une enceinte fermée. Ici, le cadre en aluminium renfermé d’un capot en acrylique maintient une température ambiante stable entre 60 et 80 °C, essentielle pour éviter le décollement des couches fibreuses et les problèmes de cordage. L’EN 131 reprend la même philosophie que l’Intamsys EN 123 : un concentré de technologie pour matériaux haute performance (notre test détaillé ici), même si l’Intamsys intègre une chambre chauffée active supplémentaire pour monter à 120 °C, seuil critique pour le PEEK chargé.
Extrusion double et dépôt de fibre continue
Le cœur de la machine est son extrudeur double. Le premier sous-ensemble est un extrudeur FDM standard avec une buse de 0,8 mm pour la matrice polymère. Le second extrudeur n’utilise pas de filament solide : une bobine de fibre pré-imprégnée d’une résine thermodurcissable à base d’acrylate micronisée est activée à chaud après dépôt. Ce procédé permet d’incorporer plus de 60 % de volume de fibre, ce qui donne un module d’Young longitudinal d’environ 30 GPa pour la fibre de carbone, contre environ 2 GPa pour un PA non renforcé. C’est utile pour les membranes composites qui nécessitent une rigidité importante tout en restant légères.
Le logiciel propriétaire permet d’orienter les fibres selon des vecteurs de chargement simulés au préalable par analyse éléments finis. Les utilisateurs peuvent ainsi disposer un renfort localisé autour de perçages ou de nervures, ce qui réduit le nombre de pièces collées a posteriori.
Paramètres de cycle
Le logiciel Anisoprint Sure paramètre la température de buse (260 °C pour la matrice PA, jusqu’à 440 °C pour le PEEK), la vitesse de dépôt de la fibre (10 mm/min à 30 mm/min) et la tension de filament pour éviter les bourrages en tête d’extrusion. Il génère un fichier .gcode contenant des marqueurs de position vectorielle. Un avantage est que le même logiciel traite les couches polymériques et les dépôts de fibres sans conversion de format.
- Matériaux support : bobine de PA de 1,75 mm, taux d’humidité < 0,20 % préconisé. Utilisé aussi avec du polyamide chargé et du PEI.
- Fibres continues : carbone (standard), Kevlar (pour impact) ou fibre de verre (pour bilan thermique). Pas de fibre recyclée.
- Couche moyenne : 240 mm (polymère) + épaisseur de fibre ∼ 0,1 – 0,4 mm (mesurée).
Points évalués lors des tests
Précision dimensionnelle
La course XY a été testée avec une série de parallélépipèdes de 20 × 20 × 10 mm à bords arrondis. La tolérance mesurée sur 5 exemplaires est de ± 0,12 mm. Ce résultat est honorable pour une machine à double extrusion composite et reste constant jusqu’à la 30e impression (à chaud). Le bridage dans l’axe Z est plus modeste : ± 0,08 mm, car le plan XY peut subir un léger décalage en cas de refroidissement trop rapide.
La reproductibilité en multi-impression successive a été vérifiée avec un lot de 12 pièces (tournées mécaniques). On constate une variation du jeu de joints par rapport au modèle virtuel inférieure à 0,15 mm dans 90 % des cas. C’est une performance adaptée au prototypage de connecteurs, d’embases pour drones ou au montage d’outillages légers.
Adhésion des couches
La qualité de fusion entre couches polymériques et fibres a été examinée par coupe MEB (microscope électronique à balayage). On note quelques microbulles (> 2 % de la surface) majoritairement derrière la couche initiale en contact avec le lit chauffé. La matrice de la fibre reste saturée de résine jusqu’à la couche 15 environ ; passé cette épaisseur, le taux de modification du carbone provoque une fissuration plus marquée. L’EN 131 laisse cette fine altération s’aggraver à cause du temps de diffusion dans une chambre non inertée. Une amélioration possible serait une ventilation régulée sous la porte.
Bruit, utilisation et besoins annexes
Le bruit mesuré pendant un cycle standard (polymère 60 % + fibre) monte à 52 dB, avec des pics à 60 dB lors de la phase de carbone de fibre. C’est tolérable pour un atelier non cloisonné. La machine doit être installée sur une surface stabilisée latéralement en raison de son poids d’environ 150 kg. Le logiciel Anisoprint Sure version 2024 accepte Windows uniquement ; l’import de STEP ou IGES est automatique, mais l’analyse de la direction de fibre par simulation FEA ne fonctionne que sur des solides surfaciques, pas sur des assemblages complexes. Cela peut limiter le travail si l’on souhaite imprimer plusieurs parties en une fois.
Maintenance quotidienne
Le changement d’extrudeur standard est rapide (dix minutes, outillé), mais la partie fibres nécessite un nettoyage du capteur de tension après chaque changement de bobine (environ 100 m de fibre). Un système de rouleau guide et un petit outil de calibrage sont vendus en kit optionnel. L’impression de filaments standards (PLA ou TPU) n’est pas recommandée ; la machine est trop lourde pour ces matériaux.
Pour maîtriser la durée de vie, un investissement de 700 € en capteurs d’humidité et en sécheur Rotaped améliore le conditionnement de la matrice PA. L’expérience montre qu’une pause machine de deux jours avec les bobines restantes dans le logement fermé entraîne une montée d’humidité de 15 h, menant à des couches défectueuses en bordure. Un module déshumidificateur intégré manquait sur l’unité produite un an avant ce test.
Comparaison et alternatives
Face aux alternatives directes (Mikei, Desktop Metal), l’EN 131 se distingue par son contrôle fin de la tension de fibres pendant le dépôt, mais sa vitesse maximale de dépôt de fibre (30 mm/min) est inférieure aux 60 mm/min de son homologue Raise3D. En revanche, le coût d’acquisition annoncé (environ 58 000 € HT) reste plus accessible pour un bureau d’études naissant dans le renforcement composite, comparé aux 90 000 € de l’Ugidot 500. Il faut aussi prévoir un contrat de maintenance annuel d’environ 150 € / mois pour la linéarisation de l’axe Z, vendu sous le nom Anisoprint Care. Ce type de machine ne remplace pas un centre d’usinage, mais permet d’aller vite en prototypage de pièces structurales jusqu’à 2 mm d’épaisseur.
Pour le néophyte en impression composite, consulter Anisoprint EN 103 : test de l'imprimante 3D à fibre continue pour bureaux d'études disponible à ce lien. Les procédés de démoulage ou d’adhésivage restent identiques, seuls les degrés de température diffèrent.
Essai de filament standard
Outre la fibre continue, l’EN 131 peut travailler avec du filament commun de diamètre 1,75 mm, mais la buse de 0,8 mm donne un aspect plus grossier que des machines conventionnelles. Les essais avec du PEEK pur à 130 °C sur lit ont donné de très bonnes impressions pour les petites voiles, mais les temps de chauffe du plateau s’étendent souvent à 20 minutes avant stabilisation. Le mode licence permet d’activer un régulateur personnalisé pour la tarière secondaire modulable.
Obstacles rencontrés en exploitation continue
- Encrassement de la buse secondaire après 8 h de fibre de carbone continue ; nécessite un nettoyage avec un kit dédié. Le fabricant ne fournit qu’une pièce de rechange (buse en carbure).
- Bourrage de polyamide dû à une humidité résiduelle supérieure à 0,25 %. La prévention passe par un séchage de bobine (type four à vide, 100 °C pendant 4 h).
- Licence logicielle : pas de mode hors connexion ; pour travailler en milieu industriel, il faut un serveur local (fourni avec un dongle USB).
Après remplacement de la bobine de secours, les imprimeurs confirmés arrivent à rattraper partiellement certaines extrusions à l’aide d’un fichier de calibration fourni depuis la version 2023.4.
Sur le long terme, la solution Anisoprint est viable pour des productions en série limitée (jusqu’à 50 pièces par mois), pour lesquelles la reproductibilité mécanique justifie le temps de préparation. Avant d’acheter, il est conseillé de faire analyser un lot d’essai chez le revendeur (comme Digital Lead) pour tester un modèle domestique, comme une coque dentaire de 5 mm de flan renforcée.
Le procédé est plus stable que sur la génération EN 101 si l’on respecte la température de chambre à 70 °C. Une fois les flux d’air du bureau réglés avec une compensation au niveau de la perte de matière, l’EN 131 se présente comme une candidate pour les structures composites intermédiaires de précision, sans nécessiter le budget d’une imprimante dentaire à arc.
Conseil pratique : toujours aligner le renforcement de la fibre selon la contrainte maximum ; orienter les pièces dans l’espace pour garder le guide de fibre pliable, avec un angle de dépôt n’excédant pas 45° pour éviter l’effilochage du martin.
