Maîtriser l'épaisseur de coque en impression 3D : Guide complet pour des réglages optimaux

L'impression 3D implique de nombreux termes techniques, mais l'un de ceux que vous avez probablement entendus récemment est l'épaisseur de coque (shell thickness).

L'épaisseur de coque a un impact significatif sur le résultat de vos impressions. Dans cet article, nous nous concentrons sur la meilleure façon d'obtenir les réglages d'épaisseur de coque idéaux.

Tout dépend de la durabilité et de la résistance souhaitées pour vos pièces imprimées afin de déterminer l'épaisseur de coque parfaite.

Le nombre minimal de parois (walls) est de deux, et le maximum peut aller jusqu'à dix. Selon vos préférences personnelles et la fonctionnalité recherchée, l'impression finale présentera de nombreuses caractéristiques et designs différents.

Que sont les coques périmétriques en impression 3D ?

Les coques périmétriques (perimeter shells) sont les couches les plus externes de votre modèle 3D, soutenant le reste de l'objet en assurant l'intégrité structurelle et en traçant le contour extérieur.

La coque d'une impression 3D englobe les parois de l'objet ainsi que ses surfaces supérieure et inférieure. Vous pouvez facilement définir les épaisseurs de coque de vos projets d'impression 3D à l'aide du logiciel de tranchage (slicer) approprié.

L'épaisseur de coque est principalement définie comme un multiple du diamètre de la buse. Par exemple, pour obtenir la meilleure épaisseur de coque avec une buse de 0,4 mm, envisagez d'utiliser 0,8, 1,2, 1,6 mm, et ainsi de suite.

Vous pouvez déterminer le nombre de coques en divisant l'épaisseur de paroi par la largeur de ligne. Vous devez également tenir compte des couches supérieures et inférieures.

Pour une bonne étanchéité pendant le processus d'impression, vous devriez conserver plus de trois couches supérieures. Deux couches supérieures sont idéales pour travailler. Cependant, si vous utilisez une hauteur de couche plus faible, vous pourriez remarquer des espaces dans la couche supérieure.

Il serait judicieux d'explorer les concepts de coques et de remplissage (infill) ensemble pour fournir une image claire et complète des composants qui régissent la densité et la résistance d'un objet imprimé en 3D.

Le motif de matériau à l'intérieur de la coque est appelé remplissage. Vous pouvez le régler entre 10 % et 100 %. Le logiciel de tranchage vous permet de contrôler le pourcentage de remplissage et le motif.

Pourquoi les coques intersectées posent-elles problème en impression 3D ?

Lorsque vous imprimez un modèle en 3D, les coques intersectées deviennent un problème pour le logiciel de tranchage. C'est parce que le format STL n'empêche pas nécessairement les coques de se croiser.

Si vous essayez de découper le modèle simplement, le format STL ne sait pas quoi faire, ce qui entraîne une géométrie défectueuse.

Autant l'impression produira un modèle fantastique, vous remarquerez quelques anomalies si vous regardez de plus près. Le logiciel de tranchage sépare les zones intersectées, se terminant intentionnellement avec un modèle qui peut facilement s'effondrer. La plupart des logiciels de tranchage proposent des moyens de gérer ce problème courant.

Dans les paramètres avancés, il existe un comportement de tranchage pour les segments non manifold où vous pouvez ignorer ou fusionner tous les contours en un seul modèle solide.

Cependant, vous ne résoudrez pas tous les problèmes car vous finissez par perdre des détails internes.

Si vous séparez toutes les surfaces connectées, cela corrige tous les problèmes et vous créez le modèle tel qu'il devrait être, car le logiciel de tranchage saura quoi combiner et quoi ne pas combiner.

Peut-on imprimer des douilles de balles en 3D ?

La fabrication additive a rendu possible la fabrication de pièces d'armes à feu. Qu'elles soient petites ou grandes, les entreprises d'armement peuvent tirer parti de la fabrication additive pour prototyper rapidement de nouvelles pièces et composants et les mettre sur le marché plus rapidement.

Concernant les munitions, vous imprimerez probablement ces matériaux en utilisant différentes technologies d'impression qui étaient hors de portée de la plupart des rechargeurs.

Les munitions se composent de pièces dangereuses comme l'amorce, ce qui pourrait risquer de faire exploser votre imprimante 3D pendant l'impression.

Les rechargeurs prennent généralement grand soin lorsqu'ils travaillent avec des amorces en les ajoutant via des techniques de fabrication additive pour les intégrer dans la cartouche. Cependant, la fabrication additive sera bientôt plus proche de la production de douilles et de projectiles.

Que sont les coques (shells) dans Cura ?

Cura est un logiciel de tranchage d'objets 3D que vous pouvez utiliser conjointement avec une imprimante 3D pour réaliser presque n'importe quel modèle d'impression. Le paramètre d'épaisseur de paroi (wall thickness) est ce dont vous avez besoin pour en tirer le meilleur parti lorsque vous souhaitez imprimer des pièces plus résistantes ou lorsque vous commencez le post-traitement de vos modèles.

Si vous imprimez avec un matériau cassant ou peu résistant, votre épaisseur de coque risque de se fracturer avec peu de déformation élastique après avoir été soumise à une contrainte.

Dans ce cas, vous devez être éclairé sur les paramètres globaux du nombre de lignes de paroi (wall line count). Lorsque vous augmentez l'épaisseur de paroi, vous créez des pièces plus solides et travaillez des détails plus fins sans compromettre la structure du modèle.

Selon votre imprimante 3D, vous devriez imprimer toutes les pièces avec une épaisseur de paroi de 0,8 mm, correspondant à 2 à 3 diamètres de buse.

Les modèles généralement imprimés avec un seul nombre de lignes de paroi se déforment facilement, affectant la précision dimensionnelle et la résistance de la pièce.

Nous recommandons d'utiliser une épaisseur de paroi allant jusqu'à 1,6 mm si vous souhaitez augmenter la résistance de la pièce imprimée. Cliquez sur la petite icône d'engrenage sous le paramètre de qualité pour activer la largeur de ligne de paroi.

Lorsque vous modifiez la largeur de ligne de paroi, le nombre de lignes de paroi change également immédiatement. Pour une buse de 0,4 mm, la largeur de ligne de paroi dans Cura est de 0,4 mm. Supposons que vous modifiez l'épaisseur de paroi à 1,2 mm, le nombre de lignes de paroi passe immédiatement à 3.

Paramètres optimaux pour les coques et le remplissage en impression 3D

Le pourcentage de remplissage détermine la résistance, la structure et le poids du design d'impression 3D.

Le remplissage forme ce qui existe à l'intérieur de l'objet d'impression, tandis que les parois extérieures ou périmètres forment la coque externe de la pièce.

Nous recommandons une densité de remplissage de 15 à 50 % pour la plupart des impressions « standard » qui n'ont pas besoin d'être très robustes. Cette densité réduit le temps d'impression, fournit une résistance adéquate et économise le matériau.

Vous devez utiliser un remplissage plus élevé, au moins 50 %, pour les impressions fonctionnelles car elles doivent être solides. Cependant, n'ayez pas peur d'aller jusqu'à 100 %.

Vous devriez envisager d'utiliser une densité de remplissage de 0 à 15 % pour les petits modèles de figurines destinés uniquement à l'exposition. Cette valeur de densité entraînera une impression modérément rapide avec très peu de filament. Si vous imprimez vos modèles avec cette plage de densité, ils seront légers et non robustes.

Toute densité de remplissage allant de 1 à 100 % devrait fonctionner pour les pièces imprimées avec des matériaux flexibles tels que le TPU. Vous devez également vous rappeler que plus la densité de remplissage est élevée, moins la pièce imprimée sera flexible.

Conclusion

L'épaisseur de coque est un concept important mais souvent négligé par beaucoup. Si vous êtes débutant, nous vous suggérons de commencer par utiliser Cura pour gérer ces calculs automatiquement.

Si vous souhaitez avoir beaucoup plus de possibilités de personnalisation, vous pouvez utiliser des logiciels de tranchage plus avancés, notamment Simplify3D.

Cependant, ce logiciel laisse encore beaucoup de place à d'éventuelles erreurs. Nous espérons que notre article vous a été utile et qu'il vous aidera à comprendre comment définir des paramètres optimaux pour vos besoins en impression 3D.