Quelle est la précision dimensionnelle des pièces imprimées en 3D ?

Quelle est la précision de l'impression 3D ? La réponse à cette question dépend de nombreux facteurs, tels que le type de technologie d'impression 3D. , la qualité du modèle d'imprimante 3D, le matériel d'impression 3D , la complexité et l'aspect pratique du design , et les paramètres d'impression définis par l'utilisateur .

Parce que les imprimantes 3D dépendent d'une myriade de pièces mobiles et de matériaux, le processus ne produira jamais de pièces précises à 100 %. (Ni aucun processus de fabrication.) Cependant, les utilisateurs de la fabrication additive peuvent prendre des mesures pour améliorer la précision du processus d'impression et finalement faire de meilleures pièces imprimées en 3D.

Cet article examinera la précision dimensionnelle des pièces imprimées en 3D en général, comment la précision diffère entre les technologies et comment les utilisateurs peuvent rendre leurs pièces plus précises.

Qu'est-ce que la précision dimensionnelle ?

Beaucoup de gens sont curieux de connaître la précision dimensionnelle de l'impression 3D, mais le terme "précision" est souvent confondu avec d'autres concepts importants comme la résolution, la précision et la tolérance.

En bref, une pièce aux dimensions précises est celle qui correspond à la taille et à la forme de la conception d'origine. La précision est donc la mesure de la proximité d'une pièce imprimée avec la version numérique, et cette mesure est généralement exprimée en pourcentage ou en millimètres , par exemple. ± 1 % ou ± 0,5 mm .

Le terme précision est parfois utilisé de manière interchangeable avec la tolérance, qui est l'écart admissible par rapport aux dimensions réelles et prévues de la pièce. Notez cependant que la tolérance est également une valeur définie par l'utilisateur :un client spécifiera une tolérance acceptable à un constructeur en fonction de l'importance de certaines caractéristiques et dimensions.

La précision est différente de la résolution, qui se réfère par ex. la taille de pixel d'une imprimante 3D SLA. Elle est également différente de la précision, qui concerne la fiabilité et la répétabilité d'une imprimante 3D et sa capacité à fabriquer systématiquement le même objet.

La précision des différentes technologies d'impression 3D

Toutes les technologies d'impression 3D ne sont pas égales en termes de précision avec laquelle elles peuvent imprimer des pièces avec leurs dimensions prévues. Bien que d'autres facteurs produisent d'autres variations, le type de technologie de fabrication additive a un impact important sur la précision d'une pièce.

FDM

Modélisation par dépôt de fil fondu dans une technologie d'impression 3D par extrusion de polymère qui est moyennement précise et la plus couramment utilisée pour le prototypage. Sous forme de bureau, c'est de loin la technologie d'impression 3D la plus abordable, bien qu'elle soit également utilisée dans des contextes professionnels et même industriels.

La précision d'une imprimante 3D FDM de bureau est d'environ ± 0,5 mm. La précision d'une imprimante FDM industrielle est d'environ ± 0,2 mm.

Résine

Les technologies d'impression par photopolymérisation telles que SLA et DLP durcissent les résines photosensibles à l'aide d'une source de lumière telle qu'un laser ou un projecteur. Ces technologies très précises sont utilisées personnellement et professionnellement, certaines machines ne coûtant pas beaucoup plus que le FDM.

La précision d'une imprimante 3D résine de bureau est d'environ ± 0,1 mm. La précision d'une imprimante 3D résine professionnelle est d'environ ± 0,01 mm.

SLS

Le frittage laser sélectif est une technologie d'impression 3D qui utilise un laser pour fritter des particules de poudre, généralement du nylon. Les imprimantes SLS sont précises, bien que leur principal argument de vente soit leur capacité à fabriquer des géométries complexes, car elles n'ont pas besoin d'imprimer des structures de support.

La précision d'une imprimante 3D SLS est d'environ ± 0,3 mm.

Fusion sur lit de poudre

Les procédés de fusion de poudre métallique comme SLM utilisent un laser pour fondre ou fritter des particules de poudre métallique. La technologie est précise et il n'en existe pas de version grand public. Cependant, la fabrication additive métallique nécessite généralement un post-traitement important.

La précision d'une imprimante 3D à fusion sur lit de poudre est d'environ ± 0,1 mm.

Jet de matière

Bien que moins courant que les technologies comparables, le processus d'impression 3D du jet de matière est très précis car il ne nécessite pas l'application de chaleur, ce qui provoque une déformation comme le gauchissement.

La précision d'une imprimante 3D à jet de matière est d'environ ± 0,05 mm.

Autres facteurs affectant la précision dimensionnelle

Le type de technologie d'impression 3D n'est pas le seul facteur qui détermine la précision dimensionnelle d'une impression 3D. Les matériaux, la conception des pièces et les paramètres d'impression ont également un impact important sur la correspondance entre la pièce imprimée et la conception d'origine.

1. Qualité d'impression :Il y a un grand écart de qualité entre les machines haut de gamme et celles d'entrée de gamme. Par exemple, les imprimantes 3D SLA sont généralement plus précises que les imprimantes FDM, mais une machine SLA à très faible coût produira des pièces moins précises qu'une imprimante FDM haut de gamme.
2. Conception de pièces :Même les meilleures imprimantes 3D auront du mal à imprimer en 3D avec précision une pièce mal conçue. Les pièces avec des caractéristiques longues et fines - en particulier des caractéristiques sans support adéquat - sont difficiles à imprimer, tandis que de très grandes pièces peuvent également entraîner des problèmes. En général, les conceptions ne doivent pas contenir d'éléments plus petits que ce que l'imprimante peut gérer.
3. Matériaux :Certains matériaux sont plus faciles à imprimer que d'autres et sont donc plus propices à la fabrication de pièces précises. Les matériaux non standard (comme le filament FDM flexible, le filament haute température ou les alliages contenant des métaux précieux) ont tendance à sacrifier l'imprimabilité au profit de leurs propres avantages uniques.
4. Paramètres d'impression :Outre l'étalonnage, qui est essentiel pour réaliser des impressions précises, les utilisateurs peuvent modifier les paramètres de leur imprimante 3D pour obtenir divers résultats. Certaines configurations de paramètres impriment mieux rapidement, tandis que d'autres impriment mieux avec précision. Voir la section suivante pour plus d'informations.

Comment améliorer la précision de l'impression 3D

Bien que vous ne puissiez pas modifier une imprimante 3D bon marché pour fabriquer des pièces de qualité industrielle, les utilisateurs peuvent obtenir une meilleure précision de l'imprimante 3D en modifiant certains paramètres d'impression et en prenant d'autres mesures importantes.

• Concevez des pièces en pensant à l'imprimante ; supprimer ou simplifier les fonctionnalités difficiles.
• Exportez des fichiers STL dans la résolution la plus élevée possible.
• Calibrez l'imprimante 3D à intervalles réguliers ou avant les travaux d'impression importants.
• Utilisez des supports pour stabiliser les objets au fur et à mesure de leur impression et soyez prudent lorsque vous retirez les supports afin de ne pas endommager la pièce ou de modifier ses dimensions finales.
• Utilisez un lit d'impression chauffé (FDM) ou une chambre chauffée (SLS/métal) pour maintenir une température constante sur toute la pièce et réduire la déformation.
• Ajustez la tension des courroies de l'imprimante, en veillant à ce qu'elles soient tendues mais pas trop. Les pignons d'entraînement ne doivent pas patiner.
• Redresser les tiges linéaires et les rails, ainsi que les lubrifier si nécessaire. Les tiges et les rails tordus doivent être remplacés immédiatement.
• Diminuez les vitesses d'impression en ajustant des paramètres tels que le débit. Bien qu'une réduction trop importante puisse entraîner d'autres problèmes, une impression lente peut aider à réduire les imprécisions.

Comment la déformation et le rétrécissement affectent la précision

La plupart des technologies d'impression 3D produisent de petites déformations lors de l'impression, le plus souvent des déformations et des rétrécissements. Les pièces qui montrent des signes de gauchissement et de retrait seront moins précises que celles qui n'en ont pas, car les déformations finissent par modifier la forme et les dimensions finales de la pièce.

Dans la plupart des cas, l'étendue de la déformation est négligeable. Pour les pièces critiques, cependant, il est important d'essayer d'atténuer ces effets indésirables.

Les méthodes pour contrer le gauchissement et le rétrécissement comprennent l'utilisation d'un logiciel de simulation d'impression avancé, l'utilisation de lits d'impression chauffés et de radeaux d'impression (FDM), l'utilisation de matériaux à point de fusion inférieur (FDM), l'utilisation de matériaux plus rigides (résine), le fait de laisser les pièces finies dans l'imprimante pendant un certain temps. temps de prise (SLS), ou simplement en utilisant une technologie comme le jet de matière où la déformation est peu susceptible de se produire.

3ERP est un fournisseur de confiance de services d'impression 3D. Demandez un gratuit citation pour votre prochain projet d'impression 3D.