Maîtriser le remplissage (infill) en impression 3D : Guide expert pour une sélection optimale du pourcentage

Les objets d'impression 3D ont deux zones distinctes. Ils consistent en la coque extérieure que les utilisateurs appellent la paroi et le remplissage (infill) ou les parties internes.

Aussi, correctement fabriqués, les deux valeurs déterminent les propriétés mécaniques d'un modèle 3D, telles que la résistance, l'aspect de finition, le temps et le coût d'impression.

Les passionnés d'impression 3D peuvent facilement influencer le résultat de la coque mais auront du mal à contrôler le remplissage de l'objet.

Cependant, Cura 3D vous permet de choisir la structure, la forme et le pourcentage du matériau à l'intérieur de l'objet 3D.

Un programme de tranchage (slicer) contient des programmes avec des instructions définies lorsque les concepteurs traduisent les modèles 3D en instructions G-Code. Les paramètres relèvent de la densité de remplissage (infill density) ou du motif de remplissage (infill pattern).

L'article fournit des informations adéquates pour vous aider à comprendre et gérer les réglages de remplissage de votre imprimante et trouver les meilleurs motifs de remplissage.

Qu'est-ce que le remplissage (infill) en impression 3D ?

Le remplissage fait référence aux matériaux plastiques déposés à l'intérieur d'un modèle imprimé en 3D. Aussi, il se rapporte à la structure interne d'une pièce imprimée en 3D. En tant que tel, il reste invisible une fois que le processus d'impression du matériau se termine.

Quelle est l'importance du remplissage en impression 3D ?

Le remplissage d'impression 3D joue plusieurs rôles et fonctions critiques vers un processus d'impression 3D pratique. La liste ci-dessous fournit l'importance de l'impression 3D remplissage du plus haut au plus bas en utilité.

• Il permet aux impressions 3D d'avoir la robustesse et la solidité qui rendent la qualité d'impression excellente
• Il fournit le support d'impression pour les couches supérieures
• Il fournit le poids requis pour l'impression 3D
• Il donne un niveau esthétique plus élevé aux pièces 3D.

Combien de remplissage avez-vous besoin pour l'impression 3D ?

Qu'est-ce que la densité de remplissage ?

La densité de remplissage d'impression 3D fait référence à la « plénitude » ou « compacité » de la pièce. Dans les trancheurs, la densité de remplissage reste capturée en pourcentages avec 0 % faisant référence à une partie creuse ; en dessous de 50 % montre un faible pourcentage de remplissage et plus de 50 % attestant d'un pourcentage de remplissage plus élevé.

Aussi, un pourcentage de 100 % signifie un objet d'impression 3D substantiel.

Le remplissage d'impression 3D impacte significativement le poids de l'objet imprimé. Aussi, pendant l'impression 3D, l'imprimante dépose des couches fondues qui donnent à l'impression un remplissage progressif car les lignes de remplissage combinent les couches supérieures et inférieures pour faire un chevauchement de remplissage, fournissant à la pièce d'impression 3D une densité de remplissage plus élevée.

En analyse finale, plus l'intérieur d'une pièce est plein, plus la pièce est lourde. De plus, la densité impacte le temps d'impression et la consommation de matériau de remplissage.

Donc, des couches plus épaisses et la densité de remplissage combinées avec des éléments tels que la hauteur de couche déterminent la résistance globale de l'objet imprimé en 3D.

Toute impression standard nécessite une densité de remplissage de 15 à 50 %. Cela reste une quantité qui garantit un faible temps d'impression, économise le matériau et fournit une excellente résistance d'impression.

Notez toujours que plus la densité de remplissage est élevée, moins l'impression sera flexible.

Réglages de remplissage d'impression 3D recommandés

• Modèles 3D imprimés standard : 15-50 %
• Modèles 3D fonctionnels : 50-100 %
• Impressions figurines et objets : 0-15 %
• Modèles flexibles : 1-100 %

Quel remplissage d'impression 3D est le plus fort ? [Motifs de remplissage]

Cela fait référence à la composition structurelle interne de votre impression 3D. Aussi, différents motifs de remplissage dépendent de l'utilisation prévue d'une image 3D.

Plus important encore, les motifs de remplissage déterminent la résistance, le poids, la flexibilité et le temps d'impression de l'objet 3D. Notamment, le marché profite de nombreuses lignes de remplissage, du simple trait de remplissage aux lignes de remplissage les plus complexes.

Votre choix de motif de remplissage dépendra de la résistance d'impression 3D que vous désirez. Par exemple, les remplissages en lignes ne sont pas aussi stables que les motifs cubiques.

1. Faible résistance

a) Motif de remplissage en lignes (Line Infills Pattern)

L'imprimante 3D trace des lignes parallèles dans une seule direction par couche. Aussi, dans la couche suivante, l'imprimante fait pivoter les lignes de 90 degrés. Ce motif reste approprié pour les modèles décoratifs et standards qui n'ont pas besoin d'un haut niveau de stabilité de l'objet.

Caractéristiques

• Les motifs en lignes résultent en des surfaces supérieures lisses
• Faible stabilité sur l'axe Z
• Faible résistance sur les axes X et Y

b) Motif Zigzag

C'est assez similaire au motif en lignes. Aussi, les imprimantes impriment des lignes en un mouvement zigzag. Le flux reste moins interrompu, offrant une expérience d'impression fluide.

Les motifs zigzag fournissent des impressions qui peuvent ne pas être stables, les rendant plus appropriés pour une utilisation dans les structures de support.

Caractéristiques

• Imprime des surfaces supérieures d'impression 3D lisses
• Faible stabilité sur l'axe Z en raison de peu de liaisons entre les lignes
• Faible résistance sur les axes X et Y sauf lorsqu'il est directement dans la direction de la ligne
• L'absence de liaisons entre les lignes entraîne une résistance au cisaillement insuffisante

2. Motifs de résistance moyenne

a) Motif Grille (Grid Pattern)

Assez similaire au motif en lignes. De plus, il se vante de lignes bidimensionnelles par couche au lieu d'une seule. C'est une qualité qui augmente la résistance d'impression mais tient compte de l'utilisation de plus de filament.

Il bénéficie d'une vitesse d'impression moyenne à courte, car sa structure interne reste simple.

Caractéristiques

• Grande résistance sur l'axe Z
• Grande puissance sur les axes X et Y si aligné directement à la direction de la ligne
• Faible puissance sur les axes X et Y si aligné diagonalement à la direction de la ligne

b) Motifs Triangulaires

Le remplissage triangulaire reste ancré sur un maillage bidimensionnel de triangles. De plus, le motif triangulaire reste applicable dans les objets du quotidien qui ont besoin d'une résistance maximale dans le mur extérieur. De plus, atteindre une haute résistance et une solidité ultime sur les murs extérieurs dépend de l'alignement des lignes à un angle de remplissage de 45 degrés.

Caractéristiques

• Les couches sont uniformément réparties
• Profite d'une haute résistance sur les axes X et Y
• Grande résistance au cisaillement

c) Motif Tri-Hexagonal

Ce motif produit un mélange unique de triangles et d'hexagones lorsqu'il est utilisé. De plus, il crée des formes précises et des motifs solides avec un faible taux de consommation de matériau.

Ses lignes courtes rendent la connexion à tous les côtés facile. Aussi, il vous donne moins de défis lorsque vous essayez de plier votre impression 3D.

Caractéristiques

• Profite d'une résistance très élevée sur les axes X et Y indépendamment des directions de ligne
• Fournit une bonne résistance au cisaillement
• Fabrique des surfaces lisses avec des couches supérieures supplémentaires

3. Les motifs de haute résistance

a) Le Motif Cubique (The Cubic Pattern)

Il consiste en des cubes empilés et inclinés à 45 degrés. Notamment, l'inclinaison des cubes présente une apparence triangulaire et horizontale sur le plan.

Plus important encore, le motif cubique est fort dans toutes les directions. Malheureusement, le motif consomme plus de temps et de matériaux filament que les autres motifs.

Caractéristiques

• Se vante d'une résistance exceptionnellement élevée indépendamment de la direction de la ligne
• Résistance au cisaillement assez élevée
• Il consomme beaucoup de matériaux plastiques
• Il prend plus de temps à imprimer

b) Le Motif Cubique Subdivisé (The Cubic Sub-division Pattern)

Ce motif reste taillé sur mesure pour répondre à la consommation élevée de matériau du motif cubique régulier. Les concepteurs ont fait les cubes plus grands au centre de l'objet pour que chaque fois que les cubes touchent la coque des choses, ils se divisent en cubes plus petits.

En conséquence, les zones externes restent plus compliquées que les zones centrales. Ainsi, vous aurez besoin de moins de plastique pour les parties internes.

Caractéristiques

• Profite d'un ratio résistance/poids supérieur
• Réduit le bourrage d'oreiller (pillowing) du filament
• Il reste solide indépendamment de la direction de la ligne d'impression
• Mauvais choix pour les impressions flexibles

Le remplissage augmente-t-il la résistance ?

Oui, le filament de remplissage augmente la résistance des pièces imprimées en 3D en fonction du pourcentage de densité de filament utilisé pour la fabriquer.

En tant qu'amateur d'impression 3D, le pourcentage de densité de filament que vous devez utiliser dépendra uniquement de l'objet 3D que vous avez l'intention d'imprimer.

Alors que si vous imprimez un modèle destiné au chargement, vous devrez utiliser un pourcentage de remplissage plus élevé pour atteindre une résistance d'impression plus élevée.

Supposons que vous imprimiez un objet 3D avec un pourcentage de densité de filament de 30 % et que vous imprimiez un autre modèle 3D en utilisant un pourcentage de densité de filament de 10 %. Dans ce cas, cela signifie que le premier objet restera trois fois plus fort que la deuxième impression.

Quel motif de remplissage est le plus rapide ?

Si vous cherchez le meilleur motif de remplissage pour la vitesse, vous devez rechercher quelques paramètres de remplissage. Notamment, les remplissages basés sur des lignes droites, moins de matériau utilisé et le moindre mouvement fournissent la vitesse la plus rapide disponible pour l'impression 3D.

Par conséquent, le motif en lignes ou le motif rectiligne reste le meilleur motif de remplissage pour la vitesse en impression 3D. De plus, les motifs avec une tendance pour la plupart des changements de direction prennent plus de temps à imprimer que les motifs en lignes.

Motifs de remplissage Cura expliqués

Logiciel d'application Cura

Cura fait référence à un logiciel d'application utilisé par les imprimantes 3D. Notamment, David Brahm a fondé le logiciel, et il a rejoint plus tard Ultimaker, une entreprise de fabrication d'imprimantes 3D, en tant qu'employé pour aider à maintenir le logiciel.

Simplement mis, Cura fonctionne en convertissant les données de votre objet 3D en un langage que votre imprimante peut comprendre.

Cura et le remplissage

Cura vous fournit tant d'avantages car il vous permet de personnaliser votre imprimante 3D différemment. De plus, Cura vous aide à profiter de nombreux motifs de remplissage pour choisir votre préférence de remplissage.

Aussi, il sert d'excellent outil pour donner à votre impression la résistance requise et minimiser le poids d'impression 3D, économisant sur le filament plastique.

Conclusion

L'article fournit des informations sur le remplissage d'impression 3D, les motifs de remplissage conservent différentes caractéristiques, et tous servent d'autres objectifs dans l'industrie de l'impression 3D.

Plus important encore, la technologie de remplissage 3D permet l'utilisation et l'application dans différentes industries ou personnellement par les amateurs d'impression 3D.