Remplissage creux vs plein FDM : comment choisir la meilleure stratégie de construction

Impression 3D FDM : principaux avantages du remplissage creux (sparse fill) vs plein

Le FDM® (Fused Deposition Modeling) est l'un des procédés d'impression 3D originaux, utilisé dans l'industrie pour la production d'aides à la fabrication, prototypage rapide et pièces de production. La technologie FDM construit des pièces avec des thermoplastiques de grade ingénierie résistants comme l'ABS et le Polycarbonate. Chez Stratasys Direct, les imprimantes FDM industrielles sont un choix populaire chez les entreprises aérospatiales et de transport pour applications haute performance nécessitant résistance thermique ou aux chocs.

Une fonction unique des imprimantes FDM est un mode de construction permettant de remplir les sections épaisses de la géométrie avec ce qu'on appelle le « remplissage creux (sparse fill) ». Le remplissage creux extrude le plastique en structure d'échafaudage au lieu de couches pleines standard. Résultat : des sections de la pièce presque creuses, mais avec le soutien nécessaire pour conserver résistance et rigidité. Pensez aux câbles de pont ou poteaux de garde-corps ajoutant de la résistance à la structure globale avec des espaces entre.

Le style de remplissage choisi affecte l'intérieur des pièces, mais l'extérieur apparaît et fonctionne comme une pièce à remplissage plein. Les pièces à remplissage creux peuvent être finies comme les pièces pleines : ponçage, époxy, apprêt, peinture.

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Avantages du remplissage creux

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1. Poids réduit

Le remplissage creux signifie moins de matière dans la pièce, donc poids final significativement réduit. Si vous concevez une pièce qui bénéficierait d'être plus légère, le remplissage creux est un moyen facile d'y parvenir tout en maintenant la résistance.

2. Temps de construction réduit

L'imprimante ayant moins de plastique à déposer par couche, une pièce en remplissage creux prend moins de temps à construire. Avec les avantages de vitesse de l'impression 3D, le temps gagné signifie une livraison plus rapide.

3. Coût de pièce réduit

La réduction de matière utilisée et du temps d'impression contribue à un coût global moins élevé. Chez Stratasys Direct, temps de construction et coûts matière sont les principaux facteurs du coût par pièce.

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Quand utiliser le remplissage intérieur plein

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Stratasys Direct recommande le remplissage plein quand :

1. La résistance de la pièce est la caractéristique critique

Bien que les pièces à remplissage creux conservent de la résistance, le remplissage plein livre généralement une pièce encore plus forte. Si vous testez fonctionnellement un prototype qui subira de forts impacts, envisagez le remplissage plein pour les sections épaisses.

2. La pièce comporte des détails fins et parois minces

Chez Stratasys Direct, les parois fines dans un design sont construites pleines par défaut, et seules les sections suffisantes auront un remplissage creux. Cette recommandation dépend généralement de la hauteur de couche, avec épaisseurs par défaut définies de 0,2" à 0,6" (5 à 15 mm). Des épaisseurs plus fines sont possibles avec l'aide d'un ingénieur Stratasys Direct.

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Quand utiliser le remplissage creux

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Stratasys Direct recommande le remplissage creux quand :

1. La pièce peut bénéficier d'être plus légère

Beaucoup d'entreprises utilisant l'impression 3D cherchent des alternatives légères à des designs usinés en métal ou matériaux plus lourds. L'impression 3D offre du poids réduit par formes complexes et intérieurs creux.

2. La pièce a un grand volume intérieur

Si votre design a des caractéristiques intérieures nécessitant du remplissage, profitez du remplissage creux. Non seulement le coût par pièce baisse, mais la livraison est plus rapide. De plus, pour des designs grands, vous pouvez réduire significativement le poids avec moins de plastique à l'intérieur.

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BMW utilise le remplissage creux dans un outil de test

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L'usine BMW AG à Ratisbonne, Allemagne utilisait des fixations en aluminium usinées conventionnellement pour l'assemblage et test de supports de pare-chocs. Les fixations métal étaient inconfortables et lourdes pour les ouvriers, qui les tenaient manuellement pour chaque test et pose des supports. BMW a vu l'opportunité de tester un outil plus optimisé par impression 3D.

En passant au FDM remplissage creux avec thermoplastique ABS-M30, BMW a pu créer des fixations plus personnalisées qui étaient auparavant trop coûteuses. Les nouvelles fixations imprimées 3D sont 72 % plus légères. La légèreté a amélioré productivité et précision grâce à l'ergonomie bien moins fatigante pour l'assembleur. En passant à l'impression 3D, BMW a réalisé 58 % d'économie par fixation et 92 % de réduction du délai.