4 facteurs clés pour une impression 3D équilibrée

Parmi la panoplie de technologies de fabrication additive, il y a quatre facteurs clés à considérer si vous voulez concevoir via l’impression 3D. Quatre données en particulier doivent être en équilibre les unes par rapport aux autres afin de construire une pièce parfaite. Dans cet équilibre, la taille, l’épaisseur de couches, l’épaisseur de la paroi et l’orientation vont contribuer fortement à la performance et à l’esthétique de la pièce.

Retrouvez ci-après les détails de ces facteurs clés pour exécuter correctement votre conception :

La taille

L’un des éléments à considérer lorsque vous concevez via la fabrication additive est la taille de la pièce que vous construisez. Chaque technologie a un volume de construction optimal, certains plus grands que d’autres.

Les grandes pièces qui ne peuvent tenir sur le plateau de construction d’une technologie peuvent être sectionnées avant la fabrication en CAD, puis collées de façon ingénieuse après la construction. La taille de la pièce a un impact sur le temps nécessaire pour la fabrication et le nombre des options possibles. Une pièce plus grande prendra plus de temps à construire et exigera plus de matériau, augmentant ainsi le coût global de la pièce.

L’épaisseur de couche

L’épaisseur de couche désigne l’épaisseur de chaque couche déposée pendant la construction d’une pièce imprimée en 3D. Selon la technologie utilisée, une couche mince peut réduire les fameuses « marches d’escalier » ou les arêtes apparentes sur la surface de la pièce après la construction. L’épaisseur conditionne ainsi la qualité de la surface et la définition de la pièce avant le post-traitement. Plus minces seront les couches, plus lisse et plus détaillée sera la surface, mais plus long aussi sera le délai de fabrication.

La plus fine résolution couplée avec le plus haut niveau de détail est offerte par PolyJet avec une épaisseur de couche allant jusqu’à 14 microns.

L’épaisseur de couche recommandée pour la technologie FDM est de 150 à 500 microns à cause des conditions de fabrication. La résolution la plus épaisse convient aux grandes pièces non esthétiques qui peuvent être construites rapidement et à moindre coût.

L’épaisseur de la paroi

Après avoir choisi l’épaisseur de couche optimale, il faut aussi tenir compte de l’épaisseur de la paroi. C’est une caractéristique essentielle de la conception dans la mesure où elle garantit la stabilité, la précision et la tolérance de la pièce fabriquée. Des parois minces réduisent le délai de fabrication. Toutefois, si elles sont trop minces, la pièce pourrait être plus fragile et moins précise.

Avec la technologie FDM, l’épaisseur de la paroi minimale recommandée est de quatre fois la hauteur de la couche. Par exemple, si vous construisez avec une épaisseur de couche de 150 microns, votre épaisseur de paroi minimale doit être de 600 microns. Respecter ce ratio éliminera les risques de fragilisation de la pièce.

Orientation

Un autre point important pour obtenir une stabilité géométrique optimale est l’orientation. En impression 3D, l’orientation fait référence à la façon dont la pièce est placée sur la plateforme de construction (X, Y ou Z) et quelle direction elle prend. La pièce peut être orientée selon un angle précis, en position horizontale ou verticale. L’orientation est une étape cruciale qui affecte la qualité des pièces, en particulier, la géométrie et les défauts de tolérance de la pièce, l’énergie consommée et l’étendue des supports nécessaires, contribuant ainsi au coût global de la pièce.

L’existence de nombreuses technologies d’impression 3D conduit à des orientations de construction différentes. Avec le FDM, les plastiques extrudés utilisés affichent une robustesse optimale en suivant le plan X-Y et la plus faible robustesse dans la direction Z. Ceci est dû aux conditions de fabrication de la technologie où une couche se refroidit et se solidifie pendant qu’une autre est déposée. Construire de grandes surfaces planes horizontalement pourrait affecter la précision de la pièce et entraîner une déformation, car la plus grande surface de la pièce est parallèle à chaque nouvelle couche de matériau déposée.

Certaines orientations sont plus adaptées aux géométries en courbe ou carrées. D’autres résultent en des lignes plus visibles affectant l’esthétique de la pièce finale. Certaines orientations permettent de créer des surplombs, ce qui nécessite des supports.

L’équilibre de la conception

La taille, la résolution, l’épaisseur de la paroi et l’orientation de la construction sont des unités de base dans la conception avec une imprimante 3D professionnelle. Lorsque ces quatre éléments sont en équilibre, vous êtes prêt à construire votre pièce.

Publié le 7 Février 2017