Une pièce imprimée en 3D sera en moyenne 20% moins résistante aux contraintes mécaniques qu’avec un autre procédé de fabrication comme le thermo moulage ou l’usinage. Voici quelques éléments d’information qui vous permettront de comprendre pourquoi et surtout comment paramétrer vos impressions 3d meilleure solidité.
Les couches:
Le point essentiel qui caractérise la fabrication additive c’est la superposition de couches successives qui vont se souder les une autres pour constituer la pièce finale. C’est précisément au niveau des soudures que les impressions 3D peuvent être fragilisées. Dans la majorité des cas cela n’aura pas d’incidence sur la fonctionnalité d’une pièce. Malgré tout il est possible d’obtenir une meilleure solidité au niveau de ces soudures et de manière plus générale sur vos objets imprimés en 3D.
Le positionnement de l’impression 3D sur le plateau :
Dans un premier temps il s’agit de positionner au mieux votre impression 3D avec le slicer (trancheur ou logiciel d’impression 3D) en fonction des contraintes d’impression 3D (surplombs) mais aussi en tenant compte des contraintes mécaniques qui seront exercées sur la pièce. Voici un exemple très simple qui vous permettra de bien comprendre l’enjeu du sens d’impression.
Prenons l’exemple de l’impression d’un long rectangle; si j’imprime cet objet debout (figure 1) et que je le cintre, la pièce cassera rapidement car toute la pression sera exercée sur les soudures. En revanche si j’imprime ce rectangle à plat sur le plateau d’impression (figure 2), la pression du cintrage s’exercera sur la flexion du plastique et non sur les soudures.
Vitesse d’impression 3D :
Dans certains cas une pièce peut être soumise à des stress mécaniques à différents endroit et le sens d’impression ne réglera pas tout. Donc pour obtenir des soudures plus solides la première chose est de limiter la vitesse d’impression afin que celles-ci se fassent plus lentement.
Température d’extrusion :
La température d’extrusion peut être légèrement augmentée pour favoriser une meilleure inter-diffusion des couches. Une chambre d’impression fermée pour conserver la chaleur sera un atout supplémentaire.
Le diamètre des buses.
Plus vous utiliserez un diamètre important, plus les soudures seront larges et donc solides. Il est également possible avec certain logiciel d’impression 3D comme Cura de réduire légèrement la largeur de ligne par rapport au diamètre de la buse. Par exemple imprimer des lignes de 0.57 mm (ou moins) avec une buse 0.60 mm ceci permettra d’obtenir un léger chevauchement des lignes horizontales (figure 3)
Remplissage et épaisseur des parois :
Le taux de remplissage des impressions 3D doit être augmenté. Un taux de remplissage partiel permet de réduire le temps d’impression et la consommation de matière notamment pour les impressions volumineuses. Cependant plus votre impressions sera pleine de matière, plus elle sera lourde et solide. L’épaisseur de paroi peut aussi être augmentée si le taux de remplissage n’est pas à 100%.
Le choix du consommable :
Il existe aujourd’hui un choix important dans les thermoplastiques avec des propriétés propres, il convient d’adapter le consommable en fonction des contraintes mécanique, thermique ou autres.
Post traitement :
Il existe des résines de renforcement comme celles développées par Nanovia . D’autres post- traitements chimiques sont possibles sur les plastiques comme l’ABS ou le PVB , ils ont un effet bénéfique sur la résistance des parois externes des impressions 3D.
