Conception pour l'impression 3D Partie 3 :Diminution du temps d'impression

Note de l'écrivain :il s'agit du troisième volet de la conception pour l'impression 3D. Nous discuterons de la façon dont vous pouvez gagner du temps (et du matériel) sur les pièces en plastique imprimées en 3D. Vous pouvez également revenir en arrière et lire Partie 1 et Partie 2 .

Introduction

L'une des critiques les plus courantes de la fabrication additive est sa lenteur par rapport à l'usinage soustractif (rapide). Alors que l'utilisation de la fabrication additive permet souvent de gagner du temps à long terme (en particulier dans les situations où un prototypage spécialisé ou un temps d'usinage important sont nécessaires), l'usinage soustractif est objectivement plus rapide dans certaines situations avec les ressources appropriées. Bien que ce problème soit plus représentatif de la nature de la fabrication additive, il existe plusieurs stratégies que les utilisateurs peuvent utiliser pour réduire le temps d'impression des pièces en plastique. Dans cet article, nous discuterons de la conception de stratégies d'impression 3D qui permettent de gagner du temps (et d'une autre qui ne le fait pas) et de la manière dont vous pouvez les mettre en œuvre dans Eiger et avec votre machine.

Ce qui ajoute du temps à une impression (et comment l'éviter)

Pour concevoir des pièces qui font gagner du temps, nous devons énumérer ce qui ajoute réellement du temps aux impressions. Ci-dessous, nous aborderons chacune des principales pertes de temps et pourquoi elles ajoutent du temps.

Grande Surface

C'est le contributeur par excellence à l'augmentation du temps d'impression. Une grande surface signifie plus de parois partielles à imprimer. Étant donné que la tête d'impression se déplace beaucoup plus lentement sur les murs que sur le remplissage, l'ajout d'une plus grande surface (et donc d'un mur plus long) augmente considérablement le temps d'impression. Cela signifie qu'une pièce plus petite avec des détails de surface plus complexes peut prendre plus de temps à imprimer qu'une pièce simple plus grande. Prenez cet engrenage et ce cylindre, illustrés ci-dessous. Le diamètre extérieur de chaque pièce est identique, ce qui signifie que le cylindre contient en fait plus de matière. Cependant, l'équipement prend près de 30 % plus de temps à imprimer en raison de sa surface accrue. Parfois, des fonctionnalités avancées sont nécessaires pour une pièce réussie; cependant, dans ces autres occasions, la simplicité est toujours plus rapide.

Matériel d'assistance

L'ajout de matériel de support à votre pièce augmentera son temps d'impression plus que tout autre facteur. Parce que notre matériau de support se compose d'un long mur lentement imprimé, l'ajout revient à ajouter une quantité massive de surface. Bien qu'une assistance soit nécessaire pour imprimer certaines pièces, vous pouvez suivre quelques étapes pour limiter le temps ajouté à cause de cela.

1. Essayez quelques orientations de pièces :souvent, la modification de l'orientation des pièces peut considérablement modifier le temps d'impression global. Un bon exemple de ceci est un protège-tibias de ski qu'un membre de notre équipe a imprimé il y a quelques semaines. Dans une orientation, le volume massif sous la coque nécessite d'énormes structures de support, donnant une impression de 13 jours. En inversant la pièce, elle a réduit de 11 jours le temps d'impression et a pu imprimer la pièce en deux jours beaucoup plus faciles à gérer.

2. Limiter les surplombs :Si la pièce le permet, l'impression sans supports donnera une impression plus rapide. Lorsqu'ils sont activés, nos algorithmes prennent en charge tout surplomb supérieur à 45 degrés par rapport à la verticale avec Onyx (30 degrés pour le nylon). Si vous avez plus de zones en surplomb que vous ne pouvez pas modifier (et nécessiteront un support), assurez-vous que vos surplombs non critiques ne dépassent pas ces valeurs. Cela limitera les supports placés aux surplombs qui en ont besoin, tout en vous faisant gagner du temps sur les autres surplombs qui n'en font pas partie. Si vous n'avez pas de surplombs nécessitant un matériau de support, désactivez les supports et limitez les angles à 55 degrés pour l'onyx (ou à 45 degrés pour le nylon). La pièce s'imprimera très bien et vous fera gagner un temps considérable.

3. Concevez avec une face d'impression à l'esprit :afin de gérer les surplombs qui auront besoin d'un support (et ceux qui n'en auront pas besoin), déterminez dans quelle orientation la pièce doit être imprimée avant de la concevoir. Cela vous permettra de concevoir pour l'impression 3D au lieu de modifier la pièce pour l'adapter à l'imprimante. Bien que cela ne permette pas de gagner du temps d'impression, cela économisera du temps de conception pour la pièce.

4. Divisez la pièce :Parfois, les pièces sont tout simplement trop complexes pour des modifications éliminant le support. Dans ce cas, il y a encore une option. En divisant une pièce en deux ou plusieurs morceaux, vous pouvez souvent limiter les porte-à-faux beaucoup plus facilement. Une fois les pièces imprimées, collez-les avec du Loctite 401 pour obtenir une pièce multi-corps aussi solide que l'aurait été la pièce monocoque.

Hauteur de la couche

Il s'agit d'un compromis classique dans l'impression FFF :résolution de la couche par rapport au temps d'impression. Notre résolution de couche par défaut de 100 microns produit une finition de surface de haute qualité. Augmenter la hauteur de couche à 200 microns sacrifie un peu la qualité de finition de surface tout en réduisant de moitié le temps de votre impression. Ceci est extrêmement utile pour les travaux d'impression rapides et sales uniquement sur plastique (l'impression avec de la fibre nécessite une hauteur de couche fixe de 100 ou 125 microns), car vos pièces sortiront de l'imprimante deux fois plus rapidement. Voir le tableau ci-dessous pour les estimations de temps pour différentes hauteurs de couche sur l'engin analysé précédemment.

Conception pour l'impression 3D

Il y a une tendance malsaine dans la fabrication additive :la surutilisation de la technologie sur des pièces qui n'ont pas besoin d'être imprimées. La consolidation des pièces usinées et imprimées en une seule impression peut être facile, mais cela ajoutera du temps à l'impression. La solution est simple du point de vue du gain de temps :imprimer uniquement les géométries qui gagnent à être imprimées. Conception pour l'impression 3D :n'imprimez pas d'arbres ou d'autres pièces faciles à usiner, car cela ne fera qu'ajouter du temps à votre flux de travail.

Impressions échouées

Il s'agit d'une cause plus indirecte de temps supplémentaire ; cependant, c'est tout aussi important. S'assurer que votre lit est correctement nivelé et que vous disposez de suffisamment de matériel pour une impression peut réduire considérablement votre délai d'exécution. Les échecs d'impression gaspillent du temps d'impression ainsi que du matériel, et les limiter contribuera grandement à une impression plus efficace. Voici quelques façons de limiter les échecs d'impression :

• Déformation
• Tests unitaires

Ce qui n'aide pas :ajouter des trous de vitesse

L'ajout de trous à votre impression peut économiser du matériel, mais il y a de fortes chances qu'ils ne fassent pas gagner du temps. Les trous ajoutent souvent de la surface à votre pièce, ce qui (comme nous l'avons déjà mentionné) ajoute du temps. Jetez un œil à la comparaison ci-dessous. Le beignet a moins de matière en raison du grand trou, mais prend 10 % plus de temps à imprimer.

Conclusion

Gagner du temps sur les impressions est un art capricieux :cela varie considérablement d'une pièce à l'autre et ne fonctionne pas toujours comme vous le souhaiteriez. Cependant, en suivant ces stratégies, vous pouvez réduire votre temps d'impression dans la plupart des cas.

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