4 considérations de conception importantes pour l'impression 3D

La liberté de conception est l'un des principaux avantages de la fabrication additive. Cependant, étant donné que la conception pour l'impression 3D diffère considérablement de la conception pour la fabrication traditionnelle, elle nécessite une nouvelle approche de l'ingénierie de conception. Afin de créer des pièces imprimables en 3D, les concepteurs et les ingénieurs de pièces de haute qualité doivent donc être armés d'une connaissance des nouvelles approches et exigences lors de la conception pour la fabrication additive. Bien que les particularités de chaque technologie et matériau d'impression 3D dictent leurs approches de conception spécifiques, dans ce petit guide, nous mettrons en évidence les considérations générales de conception qui peuvent être appliquées à toutes les techniques d'impression 3D.

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Considérations clés lors de la conception de pièces imprimables en 3D

1. Surplombs et supports
Les surplombs sont les parties saillantes d'une structure et se retrouvent souvent dans des conceptions plus complexes. Le point clé à considérer lors de la conception de pièces avec des surplombs est l'angle, car chaque imprimante 3D a ses propres limites et il est important de s'assurer que les surplombs ne dépassent pas les valeurs autorisées.

Par exemple, l'angle approprié pour FDM et SLA ne doit pas dépasser 45 degrés. Si l'angle est supérieur à cela, les surplombs nécessiteront des supports supplémentaires pour éviter d'endommager la pièce. En règle générale, il est conseillé de réduire le nombre de surplombs, car cela limitera les supports et donc économisera du temps d'impression et de la matière. Cela rendra également le post-traitement beaucoup plus facile.

2. Épaisseur du mur

Le prochain point crucial à considérer lors de la phase de conception est l'épaisseur de la paroi. Les problèmes d'épaisseur de paroi sont parmi les problèmes de conception les plus courants et peuvent entraîner des échecs d'impression. Si les parois de votre pièce sont trop fines, il en résulte une impression très fragile qui peut facilement être cassée ou endommagée. D'autre part, des parois trop épaisses provoquent des contraintes internes, conduisant à des résultats indésirables tels que la fissuration.

Bien que l'épaisseur de paroi minimale recommandée dépende principalement du matériau utilisé et de la conception globale du modèle 3D, la règle générale est de rendre les murs légèrement plus épais. Une épaisseur de paroi de plus de 0,8 mm permet généralement l'impression réussie de pièces avec toutes les méthodes d'impression 3D.

3. 3. Retrait et déformation

Le processus d'impression 3D implique généralement des modifications au sein du matériau, car il est fritté, fondu ou chauffé d'une autre manière. Cependant, des problèmes surviennent généralement lorsque le matériau refroidit, car cela provoque un gauchissement ou un retrait qui à son tour entraîne des fissures et des déformations. Les pièces avec de longues surfaces planes sont particulièrement sujettes au retrait car le traitement thermique induit une contraction dans le sens de la longueur.

La déformation peut également être générée par des angles vifs car ils agissent comme des points de concentration de contraintes. Cependant, avec la bonne conception, ces problèmes peuvent être évités. Envisagez d'ajouter un bord arrondi au lieu de coins pointus à un modèle 3D et essayez d'éviter les longues surfaces planes. Comme les coins sont arrondis, la contrainte peut être répartie plus uniformément. Les congés peuvent également être conçus dans un modèle 3D pour atténuer le gauchissement au niveau de la zone de contact d'une plaque de construction et de la surface inférieure d'une pièce.

3. 3. 4. Résolution de fichier

Pour garantir une impression de bonne qualité, il est important de considérer le niveau de détail et de choisir la bonne résolution pour votre pièce. Naturellement, le niveau de détail dépend de la technologie d'impression 3D et des matériaux utilisés. Cependant, concevoir un modèle avec un niveau de détail extrême peut conduire à ce que les imprimantes 3D soient tout simplement incapables d'imprimer un objet. Assurez-vous donc de concevoir les détails en fonction des spécifications de votre imprimante 3D.

Pour résumer

Une impression réussie commence toujours par un modèle 3D correctement conçu. Les autres facteurs importants à prendre en compte par les concepteurs incluent le matériau et le type de technologie d'impression 3D qui seront utilisés, les règles de conception de base sont à bien des égards déterminées par ces facteurs clés. En fin de compte, l'exploration des considérations et des exigences de conception sera la première étape pour garantir un processus d'impression réussi.