5 conseils pour réaliser des impressions 3D solides

L'intégrité structurelle de l'impression 3D est importante car les impressions 3D ne doivent pas s'effondrer pendant leur fonctionnement. L'impression 3D est un processus de fabrication populaire et largement accepté en raison de la qualité qu'il offre. En termes d'amélioration de la résistance des pièces imprimées en 3D, il y a beaucoup de choses qui entrent en jeu.

Cet article fournira des détails sur la façon de réaliser des impressions 3D solides et il est utile pour ceux qui ont une imprimante 3D personnelle ou qui souhaitent sous-traiter à des services de prototypage rapide. Si vous possédez une imprimante 3D personnelle, vous apprendrez à modifier les paramètres pour obtenir les meilleurs résultats. Si vous souhaitez externaliser vos projets, vous obtiendrez des informations sur les différents matériaux et les technologies de post-traitement récentes qui vous donneront une idée de la façon de mieux communiquer avec le service de prototypage. Découvrez une version simplifiée de la façon de renforcer les pièces imprimées en 3D.

Ajuster les paramètres de l'imprimante

Avoir une imprimante 3D pour vos travaux personnels est plus efficace dans la fabrication de produits personnels. Cependant, à moins que vous ne soyez profondément dans l'impression 3D avec des connaissances sur son utilisation, vous pourriez avoir un peu de mal à faire une impression 3D solide. Il existe de nombreux paramètres sur votre imprimante 3D que vous pouvez modifier pour une impression de haute qualité et solide. Vous trouverez ci-dessous comment créer des impressions 3D solides en les utilisant.

Augmenter la densité de remplissage

Une façon d'augmenter la résistance d'une impression 3D consiste à augmenter la densité intérieure. La densité intérieure varie de 0 % à 100 %, zéro signifiant totalement creux tandis que 100 signifie totalement solide.

Théoriquement, avoir une densité de remplissage de 100 devrait rendre votre impression 3D très solide. Cependant, pratiquement la plupart des concepteurs ont remarqué que tout ce qui dépasse 70 % a un impact moindre sur le renforcement de l'impression 3D. Au lieu de cela, il y a une augmentation considérable de l'utilisation du filament, du temps d'impression, du coût et de la charge de l'imprimante 3D.

Remarque :Avoir une densité de remplissage d'au moins 20 % pour la résistance et, si possible, ajuster l'épaisseur de la paroi (expliquée ci-dessous) avant d'augmenter la densité de remplissage.

Augmenter l'épaisseur de la paroi

L'épaisseur de paroi d'un matériau imprimé en 3D est mesurée par "Wall Line Count" et "Outer Line Width". Cela montre à quel point le mur est épais et son augmentation est un moyen essentiel de réaliser des impressions 3D solides. L'augmentation de l'épaisseur de paroi augmentera la résistance, car les pièces imprimées en 3D subissent plus de contraintes à l'extérieur qu'à l'intérieur.

Non seulement l'augmentation de l'épaisseur de paroi renforce le matériau imprimé, mais elle améliore également les porte-à-faux (formes géométriques dans les modèles 3D difficiles à imprimer) et l'étanchéité à l'eau.

Remarque :Pour un produit standard, avoir au moins une épaisseur de paroi ≥ 1,2 mm. Vous pouvez ensuite l'augmenter pour plus de force.

Utiliser des couches plus fines

L'utilisation d'une couche mince conduira à une meilleure adhérence et densité entre les couches suivantes, ce qui renforce les pièces imprimées en 3D. Les concepteurs ont déclaré que descendre à 0,1 mm (100 microns) maximiserait la résistance. Cependant, il y a aussi une augmentation complémentaire du temps d'impression.

Utilisez un motif de remplissage solide

Une autre façon de renforcer les impressions 3D consiste à utiliser le bon motif de remplissage. Les motifs de remplissage fonctionnent avec la densité de remplissage et servent de structure de support interne pour les impressions 3D. Ils ajoutent également une certaine rigidité à la pièce et empêchent la déformation des parois. Pour réaliser des impressions 3D solides à l'aide de motifs de remplissage, vous devez utiliser un motif de remplissage dense allant de 30 à 50 %.

Le type de motif de remplissage que vous utilisez détermine également la résistance de l'impression 3D. Trois remplissages que vous pouvez essayer sont répertoriés ci-dessous :

· Motif de remplissage triangulaire

Les motifs de remplissage triangulaires sont solides car ils ont moins de chance de se déformer et ils offrent la meilleure structure de support. La plupart des passionnés de 3D attribuent cela au fait que les triangles sont la forme la plus solide.

L'utilisation d'un remplissage triangulaire améliore également la vitesse d'impression grâce au mouvement rectiligne de la tête d'impression. Par conséquent, la force et la vitesse font des remplissages triangulaires le meilleur choix parmi de nombreux passionnés de 3D.

· Motif de remplissage rectangulaire

Les remplissages rectangulaires peuvent atteindre une densité de remplissage de 100 % grâce à leur grille d'extrusions parallèles et perpendiculaires. Comme le remplissage triangulaire, il a également une vitesse d'impression élevée en raison du mouvement rectiligne de la tête d'impression.

· Motif de remplissage hexagonal

Ils ont des hexagones tessellés et le rapport résistance / poids le plus élevé. Contrairement aux deux modèles de remplissage précédents, l'impression est lente en raison du changement constant de direction de la tête d'impression, mais ils sont également efficaces pour renforcer les impressions 3D.

Régler le débit

Ajuster le débit peut également être une méthode idéale pour rendre les pièces imprimées en 3D solides. Cependant, en utilisant cette méthode, vous devez faire attention à ne pas provoquer de sous-extrusion et de sur-extrusion. Par conséquent, la plupart des concepteurs s'assurent de n'apporter que de petites modifications.

Vous pouvez régler le débit pour les éléments suivants :

• Flux de mur (flux de mur extérieur et flux de mur intérieur)
• Flux de remplissage
• Flux d'assistance

Vous pouvez ajuster le débit pour renforcer les impressions 3D. Cependant, la plupart des gens ajustent le débit pour résoudre d'autres problèmes d'impression 3D tels que l'incapacité d'obtenir un débit volumétrique et d'améliorer la précision.

Modifier la largeur de ligne

Selon Cura, un slicer populaire, vous pouvez renforcer vos impressions 3D en ajustant la largeur de la ligne à un multiple pair de la hauteur de la couche. Cependant, vous devez être prudent car ce paramètre est directement lié à l'extrusion, c'est-à-dire qu'un changement massif de la largeur de ligne peut entraîner une sur-extrusion et une sous-extrusion.

Réduire le refroidissement

Le refroidissement est un processus important dans l'impression 3D qui affecte l'adhérence des couches après la prise. Un refroidissement rapide peut réduire l'adhérence en raison de l'incapacité d'une couche ultérieure à se lier à une autre. Cependant, le refroidissement dépend également du matériau que vous utilisez. Par exemple, le PLA fonctionne mieux sous l'action d'un puissant ventilateur de refroidissement. Par conséquent, vous devez réduire le taux de refroidissement en fonction du matériau avec lequel vous travaillez.

Sélectionnez un matériau solide pour réaliser des impressions 3D solides

En impression 3D, certains matériaux sont connus pour être faibles. Par conséquent, faire une impression 3D solide peut consister à utiliser des matériaux d'impression 3D solides. Il existe trois matériaux majeurs aux propriétés synonymes de résistance.

ABS

L'ABS est un excellent matériau d'impression 3D pour réaliser des impressions 3D solides qui ne conviennent pas à une utilisation intensive. C'est un thermoplastique aux propriétés résistantes et légères, ce qui en fait un polymère plastique de premier plan dans l'impression 3D.

PLA

Le PLA est un matériau d'impression 3D coûteux adapté aux impressions à usage intensif et à haute résolution. Il a une résistance à la traction de 7 250 psi mais se dégrade lorsqu'il est exposé à la lumière.

GPE

Il s'agit d'un nouveau filament qui a récemment gagné en popularité en raison de sa résistance. Il a une résistance à la traction d'environ 4100-8500 psi, ce qui le rend plus résistant que le PLA et plus faible que l'ABS. Cependant, il est moins flexible que le PLA et plus que l'ABS.

Choisir le bon matériau

Pour choisir le bon matériau parmi les trois, vous devez tenir compte de la force de résistance, de la liaison entre les forces ultérieures, de la flexion, de la rigidité et de la capacité à résister aux impacts. Vous trouverez ci-dessous une comparaison des trois en termes de chacun :

• Force de résistance :PETG > PLA > ABS
• Collage entre couches :PETG> ABS et PLA
• Force de flexion :ABS > PETG > PLA
• Résistance aux chocs :ABS =PETG> PLA

Pour en savoir plus sur les différences entre PLA et ABS, consultez l'article sur RapidDirect.

Déterminer l'orientation de la pièce

Une autre façon de renforcer les impressions 3D consiste à utiliser l'orientation des pièces. L'orientation de la pièce est le positionnement d'une pièce sur l'imprimante 3D. Les imprimantes 3D fonctionnent en déposant de fines couches de matériaux fondus à une hauteur progressivement croissante. L'augmentation progressive de la hauteur est ce qui forme les pièces en 3 dimensions. Lors du dépôt d'une couche, celle-ci se lie avec la couche précédente. Cependant, l'interface entre les deux couches est un point faible, et les impressions 3D cassent à ces interfaces.

Une bonne façon de comprendre cela est de fabriquer un support utilisé pour une étagère. La chose que vous remarquerez est que la plus grande force agit vers le bas là où le support se fixe à l'étagère. Par conséquent, il est préférable d'imprimer sur une face avec une interface opposée à la force.

Si l'orientation de la pièce est difficile, vous devez utiliser des matériaux qui ont une meilleure tendance à adhérer, par exemple le PETG. Notez également que l'orientation de la pièce affectera le plus lisse de la surface d'impression et le coût d'impression en raison de l'exigence de nombreux matériaux.

Application d'un revêtement époxy aux impressions 3D

Ce n'est pas un moyen direct de réaliser des impressions 3D solides comme cela se produit après l'impression. Il s'agit d'utiliser de l'époxy/polyépoxyde pour renforcer les impressions 3D. Le revêtement époxy est un revêtement de surface insoluble composé d'un durcisseur et d'un revêtement époxy. Il est résistant aux solvants, durable et résistant, ce qui en fait un moyen approprié pour recouvrir des matériaux tels que le PLA, l'ABS et le SLA.

Appliquer un revêtement époxy sur les impressions 3D est une tâche facile. Suivez les étapes ci-dessous pour savoir comment vous y prendre :

• Imprime le produit en 3D conformément à la conception du produit
• Laissez refroidir et nettoyez la surface.
• Versez une petite partie dans une tasse et réchauffez-la pour obtenir un fluide visqueux
• À l'aide d'un pinceau, appliquez le revêtement époxy à l'aide d'un pinceau sur le modèle sans laisser le revêtement couler sur son côté. Utilisez également de petites brosses pour accéder aux crevasses et aux coins.
• Laissez sécher l'impression 3D.

Vous n'avez pas besoin d'en utiliser beaucoup car un peu de durcisseur peut recouvrir et renforcer l'impression. L'application d'un revêtement époxy sur l'impression 3D la rend plus résistante et lui donne une surface claire et brillante.

Autres considérations pour renforcer les pièces imprimées en 3D

Ajuster les paramètres de l'imprimante 3D n'est pas le seul moyen de rendre une impression 3D solide. Outre le revêtement époxy, qui est une méthode de post-traitement, il existe d'autres méthodes que vous pouvez utiliser. Vous trouverez ci-dessous deux méthodes importantes populaires récentes.

Recuire les impressions 3D

Le recuit est une méthode qui soumet les impressions 3D à une augmentation de température à des fins de renforcement. Selon le test, on dit que le recuit provoque une augmentation d'environ 40% de la résistance après utilisation. Il est compatible avec des matériaux tels que PLA, ABS, PETG et ASA.

Le recuit est important pour renforcer les impressions 3D car la structure du plastique le rend sujet aux défaillances. Avant l'impression 3D, les plastiques ont une microstructure amorphe/non organisée. Cependant, lorsque vous chauffez les impressions 3D, la structure amorphe se réorganise en une forme cristalline qui rend ces impressions 3D sujettes à l'échec.

Le recuit est ici essentiel car il modifie les structures cristallines des impressions 3D de gros cristaux à petits cristaux. Vous pouvez recuire le polymère plastique ou le produit fini imprimé en 3D. Pour recuire le polymère plastique ou les pièces imprimées en 3D, chauffez-le à une température supérieure à son point de transition vitreuse et inférieure à son point de fusion.

Galvanoplastie d'impressions 3D en plastique

La galvanoplastie est une méthode populaire car elle est pratique et abordable. Il s'agit de mettre l'impression 3D dans un électrolyte et un métal de placage (les métaux industriels populaires sont le zinc, le chrome et le nickel. En faisant passer un courant électrique à travers l'électrolyte, l'ion métallique forme un revêtement autour de l'impression 3D. Cela conduit à la formation d'impressions 3D durables et durables.

Bien qu'il soit adapté à l'objectif, son inconvénient est qu'il nécessiterait de nombreuses couches pour créer de meilleures pièces 3D à haute résistance.

Conclusion

Une impression 3D solide est une impression qui ne s'effondre pas à l'usage, ce qui permet de savoir faire des impressions 3D solides. Très important. Il existe trois façons de renforcer les impressions 3D. L'un est pendant le processus lui-même (en ajustant les paramètres de l'imprimante 3D), en utilisant les bons matériaux et les traitements après processus. En utilisant l'une des méthodes, vous avez la possibilité de réaliser des impressions 3D solides ou de parler ou de communiquer avec le service de prototypage sur la façon de renforcer les pièces imprimées en 3D.

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L'impression 3D est une méthode populaire utilisée pour sa qualité, son efficacité et sa capacité à fabriquer des pièces complexes. Cependant, l'amélioration du renforcement d'une impression 3D s'accompagne de connaissances avancées sur le fonctionnement d'une imprimante 3D, le bon matériau à utiliser et les techniques de post-traitement.

Si vous souhaitez une impression 3D avec les bons attributs sous forme de résistance, de durabilité, d'esthétique et de qualité, un partenariat avec RapidDirect, l'un des meilleurs services de prototypage rapide en Chine, est un excellent choix. Nous fournissons des services d'impression 3D personnalisés et vous pouvez obtenir un devis instantané pour des pièces usinées personnalisées et des rapports d'inspection de rapports complets. Pour tout ce qui concerne l'impression 3D, contactez-nous dès aujourd'hui.

FAQ

Comment renforcez-vous les impressions 3D PLA ?

Le PLA est l'un des matériaux les plus utilisés en impression 3D. Il a une énorme résistance à la traction, ce qui le rend approprié pour la fabrication de pièces structurelles. Bien que solide, vous pouvez également renforcer les impressions 3D PLA en utilisant les méthodes décrites ci-dessus. Les méthodes courantes de renforcement des impressions 3D comprennent l'application d'époxy, le recuit ou la galvanoplastie.

Quel est le matériau imprimable en 3D le plus résistant ?

Parmi tous les matériaux imprimables utilisés dans l'impression 3D, le polycarbonate est le plus résistant. Il a été surnommé le véritable roi de l'impression de bureau en raison de sa résistance (résistance à la traction de 9800 psi) et de sa résistance à la chaleur. La résistance à la chaleur nécessite une température extrêmement élevée (le lit doit être à environ 145 ⁰ tandis que la tête devrait être à environ 290 ⁰ . Vous devrez également enfermer le matériau en raison de sa déformation dans un environnement ouvert. Le polycarbonate convient à la fabrication de composants fonctionnels à haute résistance.

Comment rendre les impressions plus résistantes ?

Il existe de nombreuses façons de rendre les impressions plus solides. Vous pouvez modifier les paramètres de votre imprimante 3D, vous pouvez remplacer les matériaux par des matériaux plus résistants et vous pouvez utiliser des méthodes de post-traitement telles que le revêtement avec des matériaux époxy, le recuit et la galvanoplastie.