Obtenir des roulements à billes fluides en pièces FDM avec les Groupes Personnalisés Insight

Lorsqu'un projet de Fabrication Numérique Directe (FND) exige une fonctionnalité spécifique au-delà des pièces d'utilisation finale statiques, une exigence courante est l'intégration de roulements à billes dans des boîtiers FDM.

Les roulements à billes sont prisés pour leur son et leur toucher fluides. En usinage ou moulage conventionnel, cette fluidité est inhérente ; cependant, lorsqu'un roulement repose sur une surface générée par raster du FDM ou de la FND, la rugosité peut donner l'impression d'un assemblage endommagé.

Le vrai défi est de fabriquer un boîtier de roulement qui sonne et se ressent aussi fluide qu'une pièce usinée — sans recourir à des étapes de finition post-traitement.

En FDM traditionnel, le plancher sur lequel roule le roulement est composé de raster — des impressions couche par couche qui créent une surface inégale, souvent appelée la finition « Drapeau Vert ».

Dans ce projet, les pièces ont été imprimées sur un Fortus 380mc avec du filament ASA. Les fichiers STL résultants ont été traités dans le logiciel Insight™, qui offre des outils d'édition avancés tels que les Groupes Personnalisés. Les Groupes Personnalisés peuvent convertir le motif raster d'un plancher en une série de contours, produisant une surface beaucoup plus lisse pour les roulements à billes. Les contours sont des couches de matériau qui suivent le contour d'une région, tandis que les raster remplissent l'intérieur de bord à bord.

Les Groupes Personnalisés sont accessibles via le menu Trajectoires d'outils sur l'interface principale.

Une fois sélectionnés, le panneau Groupe Personnalisé apparaît sur le côté droit de l'écran.

Cliquez sur « Nouveau » et renommez le groupe avec un titre significatif — par exemple, « PlancherRoulement ».

Sous Paramètres de Contour, changez le style du « Contour Unique » par défaut à « Contours Multiples ». Définissez la largeur de contour au minimum autorisé par l'épaisseur de tranche de 0,010 mm, et spécifiez 30 contours.

Ensuite, sélectionnez la couche — ou le groupe de couches — puis cliquez sur « Ajouter ». Les couches choisies deviennent magenta et n'auront pas de trajectoire d'outil. Prévisualisez la trajectoire en cliquant sur l'icône Z en bas à droite.

La prévisualisation révèle des problèmes induits par la conception : une face interne plate empêche la base de tourner, mais crée aussi un espace d'air juste sous le roulement. Cet espace cause un léger vacillement et un raster unique qui agit comme un frein tous les 90 degrés.

J'ai testé plusieurs combinaisons de largeur et de nombre de contours, favorisant toujours la plus petite largeur pour maximiser la fluidité. La clé était d'éliminer l'espace d'air.

Une autre considération est l'épaisseur de paroi. Comme c'est une pièce FND, la règle d'épaisseur de paroi paire ne s'applique pas. La meilleure solution est de réviser le modèle CAO plutôt que d'éditer dans Insight.

Après révision du modèle dans SOLIDWORKS, la couche a maintenant un raster solide et est prête pour un nouveau Groupe Personnalisé. J'ai maintenu la largeur de contour désirée et augmenté le nombre de contours.

La configuration révisée donne des résultats satisfaisants : les contours sont au minimum pour ma buse de 0,010 mm, résultant en une rotation de roulement à billes plus fluide et plus silencieuse. Les raster centraux sont acceptables car le bossage les couvrira.

Bien que la finition ne soit pas identique aux pièces usinées ou moulées, le plancher de roulement traité est une réussite. La qualité sonore s'améliore considérablement, éliminant les bruits rugueux des raster d'origine et rassurant les clients sur l'intégrité de l'assemblage. Le toucher est plus fluide, avec une résistance significativement réduite. Lorsque du poids est ajouté, le son, le toucher et la fonction accordent collectivement le feu vert au projet.

Sans les Groupes Personnalisés, ce composant n'atteindrait jamais son plein potentiel. Les pièces FDM resteraient dans le domaine de l'impression « Traditionnelle ». Le logiciel Insight nous permet de repousser cette frontière — créant un processus que nous pouvons contrôler et affiner continuellement.

La Fabrication Numérique Directe recèle un vaste potentiel et de grandes récompenses. Il reste encore beaucoup à apprendre et à améliorer. Je prévois de finaliser ces pièces et partagerai les résultats finaux une fois terminés.

---

Tags : Imprimantes 3D, AMG, Roulements à billes, Groupes Personnalisés