Maîtriser les structures en treillis pour l'impression 3D :conception, optimisation et génération

En raison de la complexité des structures en treillis, il est peu pratique de les modéliser dans la pièce à l'aide d'outils de CAO classiques. Dans la plupart des cas, la pièce est dessinée en CAO comme si elle était solide. Ensuite, une fois la pièce conçue (en gardant à l'esprit les principes DFAM), le modèle est importé dans un autre logiciel pour générer une structure en treillis. Parmi les programmes les plus courants à cet effet figurent Netfabb ou nTopology. 

Une autre méthode pour générer une structure de treillis imprimée en 3D consiste à utiliser la conception générative. Dans ce cas, les points de connexion d’une pièce, les limitations de masse et les charges attendues sont définis. Un algorithme génère ensuite des centaines de solutions qui répondraient aux exigences. À partir de là, la structure cellulaire du réseau et la densité cellulaire les plus optimales peuvent être sélectionnées parmi les solutions ou générées par une itération ultérieure. Lors de la création d’une structure en treillis, il est important de comprendre quels facteurs affecteront la fonction globale de la pièce finale. Ces facteurs sont répertoriés ci-dessous :

• Matériau du treillis : Lors de l’impression 3D en métal, le treillis est souvent le même matériau que la pièce dans son ensemble. Cependant, si un treillis flexible est requis, des pièces multi-matériaux peuvent être envisagées. Certains produits utilisent des matériaux souples et flexibles pour le treillis et un matériau plus résistant comme coque pour protéger le treillis. Un exemple courant de ceci est la semelle d'une chaussure de course.
• Structure en treillis : Les structures de treillis imprimées en 3D les plus basiques présentent des motifs répétitifs et uniformes sur toute la pièce. Cependant, des méthodes plus avancées varieront la structure des cellules et des poutres pour qu'elles soient plus denses dans les zones nécessitant une résistance supplémentaire et maintiendront le treillis moins dense dans les zones soumises à moins de charges. La forme individuelle des cellules a également un effet significatif sur les performances des pièces puisque différentes structures auront des propriétés mécaniques différentes.
• Orientation des cellules : L’orientation des cellules individuelles dans une structure en treillis imprimée en 3D peut affecter la complexité de l’impression. Par exemple, il est recommandé d’orienter les cellules de manière à ce qu’elles puissent se soutenir pendant le processus d’impression lui-même sans avoir recours à des structures de support. Il n'est pas conseillé de tenter de supprimer les supports de centaines de petites cellules.