Les imprimantes 3D transforment la conception numérique 3D directement en objets physiques réels. Il s’agit d’un processus de coupure important pour l’industrie, même pour les produits finis à usage domestique. L'utilisateur final de produits ménagers quotidiens obtiendra éventuellement une expérience directe de ce produit en production puisque l'imprimante 3D est largement disponible et abordable. Au début, tout le monde peut avoir accès gratuitement à la conception 3D d’objets physiques. Ensuite, l'utilisateur peut imprimer directement ces conceptions avec son imprimante 3D abordable chez lui. C'est facile, non ? Mais ce n'est pas si simple et facile, l'utilisateur doit encore jouer avec les paramètres d'impression, les possibilités de conception, le matériau et tous les composants impliqués dans le processus.
Étant donné que de nombreux modèles 3D sont disponibles sur Internet, parlons des modèles techniques 3D. Ce modèle 3D est généralement utilisé dans l'industrie comme les engrenages, le montage, le boîtier et bien plus encore. Donc, fondamentalement, les utilisateurs s’attendent à ce que le résultat de l’impression 3D soit aussi rigide, durable et durable que possible.
Voici tous les points nécessaires pour préparer un modèle 3D technique pour le processus d'impression 3D :
Matériel
L'impression 3D pour les pièces techniques utilise couramment le filament ABS car il est très durable et présente une résistance aux températures légèrement plus élevée. Cependant, l’inconvénient est que l’ABS n’est pas facile à imprimer en 3D, en particulier pour les imprimantes 3D à cadre ouvert à faible coût. L'ABS a besoin d'une imprimante 3D fermée, d'un réglage d'impression stable au-dessus de 240 °C et génère des fumées toxiques pendant le processus d'impression. L'autre matériau courant est le PLA qui est facile à imprimer mais peut facilement se déformer à une température de 60 °C. Le PLA est assez rigide pour la pièce technique mais pour une utilisation à long terme, le PLA n'est pas un bon matériau. L'humidité et la température peuvent affecter le PLA en très peu de temps. Les pièces imprimées avec du PLA ne peuvent durer que 1 à 2 ans au maximum. Convient donc uniquement aux pièces de rechange temporaires à court terme.
Le PETG est considéré comme une solution intermédiaire entre l'ABS et le PLA car il possède de bonnes propriétés mécaniques et une déformation à température plus élevée que le PLA. L’autre avantage très important est que le PETG est également résistant aux UV. Il existe un autre matériau : le filament ASA (Acrylonitrile Styrène Acrylate) qui résiste aux intempéries et aux UV. SUNLU Filament fournit ce filament ASA à un prix raisonnable pour une bonne application des pièces imprimées techniques.
Il existe également certaines modifications de filaments avec de la fibre de carbone hachée ou de la fibre de verre, du nylon, du polypropylène, de l'ULTEM PEEK ou du PEKK qui sont utilisés pour les applications industrielles. Ces filaments nécessitent une imprimante 3D de qualité industrielle avec une buse à très haute température et des spécifications particulières.
Matériau préférable : ABS pour une imprimante 3D fermée ou PETG pour une imprimante 3D à cadre ouvert
Précision dimensionnelle du modèle 3D
La précision dimensionnelle est le point principal de l’impression technique car le résultat de l’impression 3D doit être proche de la conception du dessin 3D. Oui, la précision absolue est très difficile à atteindre en modélisation physique. Dans ce cas, la mesure du modèle est nécessaire et cela commence par le modèle 3D. La plupart des utilisateurs qui ne sont pas des concepteurs téléchargent généralement le modèle 3D depuis 3D Marketplace et ont besoin de mesures détaillées du modèle avant de commencer l'impression pour s'assurer qu'il est à la bonne taille. Certains logiciels Slicer populaires ont déjà intégré les outils de mesure dans leur pack logiciel, comme Cura - les utilisateurs peuvent télécharger les plug-ins Outils de mesure ou PrusaSlicer avec une version récente (2.6) inclut déjà cette mesure pratique.
L'utilisateur doit également s'assurer que les pièces correspondent au diamètre de la buse, car certains motifs sont si fins qu'ils ne peuvent pas être imprimés.
Paramètres corrects d’impression 3D
Le paramètre Impression 3D détermine la rigidité des pièces techniques que l'utilisateur souhaite imprimer. Voici quelques points qu'il convient d'envisager de modifier pour l'impression de pièces :
- Périmètre du mur : Un mur plus épais est préférable puisque le paramètre par défaut est 2 périmètres. Pour la pièce imprimée en 3D, le périmètre du mur 3 à 5 est bon et il est confirmé que le temps d'impression est plus long.
- Nombre de couches supérieure et inférieure : la plupart des utilisateurs ne changent jamais cela car le processus d'impression prend beaucoup plus de temps, mais cela est nécessaire pour fabriquer des pièces solides et rigides. Les 4 premiers et les 3 derniers par défaut ne suffisent pas. Ajouter 2 à 3 couches supplémentaires est bien mieux.
- Remplissage : Un remplissage à 100 % est-il nécessaire ? Pratiquement, en impression 3D, 60 % de remplissage sont plus que suffisants. Les motifs de remplissage 3D comme le cube ou le gyroïde ajouteront plus de résistance aux pièces imprimées en 3D. Mais si un utilisateur décide d'utiliser 100 %, suivez ce conseil réglé à 98 %, car le paramètre 100 % extrudera le matériau et peut endommager le résultat d'impression et utiliser un motif de remplissage rectiligne ou en grille.
- Support, surplomb et pontage :
Lorsque les utilisateurs impriment une conception technique, le plus grand défi est le modèle unique de la pièce. Certains modèles nécessitent un support interne à l'intérieur du modèle. Ainsi, lorsque l'utilisateur applique le support, celui-ci ne peut pas être supprimé une fois l'impression terminée.
Modification du support dans Cura Slicer à l'aide des outils de blocage de support. La modification manuelle, le réglage du degré de surplomb et la capacité de pontage de la machine sont des points clés pour une impression parfaite et fluide.
Avant de commencer le processus d'impression, vérifiez simplement avec l'aperçu avant impression sur le logiciel de découpe pour vous assurer que tout va bien.
Position de rotation du processus d'impression
Le mouvement du processus d'impression 3D FDM (axe XY) et l'extrusion créent d'une manière ou d'une autre des résultats différents puisque le mouvement est basé sur le chemin de l'algorithme du slicer. Différents logiciels Slicer déplaceront la buse avec des chemins différents. Ainsi, la rotation du modèle 3D sur une zone d'impression entraînera des résultats différents en termes de forces et de caractéristiques du modèle 3D imprimé.
Comme tout le monde le sait, les points faibles de la pièce imprimée en 3D sont la fine paroi et l'entre-couche facile à briser. La rotation du modèle 3D dans la bonne position entraînera une meilleure résistance mécanique. L'impression en plusieurs parties en un seul processus peut également donner des résultats variés car la trajectoire de mouvement est différente par rapport à un processus d'impression en une seule partie.
Par exemple : L'impression du cylindre pour la partie tige d'essieu peut se faire en 2 positions. L'impression verticale donnera lieu à un cylindre rond mais faible le long de la couche imprimée. L'impression horizontale modifiera la forme du cylindre mais sera plus forte car les lignes de couche sont imprimées sur toute la longueur de la partie de l'essieu. Mais la forme n’est plus complètement ronde car elle doit reposer sur un lit plat.
Conclusion
Le taux de réussite de l’impression de pièces mécaniques est pratiquement élevé par rapport au modèle artistique car la plupart du modèle est un modèle simple. Cependant, la principale préoccupation concerne la précision dimensionnelle du résultat d’impression. Gardez simplement à l’esprit que chaque imprimante 3D a une précision différente, même de la même marque et du même type. Préparez simplement des mesures standard comme un pied à coulisse numérique pour vos outils de support, même si vous n'utilisez une imprimante 3D que pour un passe-temps.
——————————————————
