Conception pour frittage laser : maîtriser l'épaisseur de paroi pour impressions 3D supérieures

Conseils de conception pour frittage laser : épaisseur de paroi

La capacité de l'impression 3D à construire des épaisseurs de paroi variables a longtemps été un atout pour designers et ingénieurs habitués au moulage par injection conventionnel où épaisseur constante est nécessaire pour remplissage et refroidissement uniformes des cavités. Par contraste, l'impression 3D n'a pas de mal à fabriquer une pièce avec parois ou éléments variant d'épais à fin avec gradation minimale. Cependant, chaque procédé a des degrés différents de tolérances d'épaisseur.

Le frittage laser est l'une des technologies d'impression 3D les plus populaires pour exécuter des designs ramifiés avec parois fluides car c'est le seul procédé qui ne nécessite pas de structures de support attachées à retirer en post-traitement. Les designs sont frittés dans de la poudre de nylon et composite. La poudre non frittée environnante soutient la pièce pendant la construction, la rendant idéale pour parois en porte-à-faux. Avec ce procédé libre, le LS offre thermoplastiques haute performance, dont certifiés FAR 25.853 pour fumées/flammes nylons haute chaleur. Volume de poudre et chaleur créent une surface assez dense sur le design. Donc si votre pièce a une grande surface plane, elle peut être plus sujette au gauchissement (warp). Orientation adéquate et épaisseur de paroi suffisante éviteront les inexactitudes.

Comment le procédé joue un rôle dans les tolérances de paroi

Contrairement à la majorité des procédés d'impression 3D, le frittage laser ne nécessite pas de structures de support attachées pour construire porte-à-faux, trous et canaux. La poudre non frittée environnante soutient la pièce pendant la construction, la rendant idéale pour parois en porte-à-faux.

Orientation

Les grandes surfaces planes construites horizontalement ont une chance bien plus élevée de gauchissement car elles englobent une plus grande surface directement parallèle à chaque nouvelle couche de poudre. Elles doivent supporter une poudre de plus en plus dense au fur et à mesure de la construction. Nous recommandons de construire les parois fines verticalement ou à un angle pour compenser la densité de poudre.

Selon la géométrie de votre pièce et l'usage prévu, une construction verticale ou angulée peut donner la meilleure précision.

Dimension

L'épaisseur de paroi influence la précision de votre pièce et sa capacité à supporter usage et tests répétés. Pendant notre étude, nous avons testé 15 épaisseurs différentes pour identifier les dimensions de paroi les plus fines résolvables. Des parois aussi fines que 0,6 mm (0,024") sont possibles ; cependant, parois si fines n'offrent pas assez de stabilité dimensionnelle pour une construction fiable. Nous recommandons une épaisseur de paroi d'au moins 0,8 mm (0,031") pour compenser le gauchissement et assurer une rigidité décente.

Parois sous 0,6 mm (0,024"). 0,8 mm (0,031") offrait la meilleure stabilité et précision.

Applications

Le frittage laser était l'une des premières technologies d'impression 3D utilisée pour la production de gaines aérospatiales et composants non porteurs nécessitant faible volume ou fabrication hautement complexe. Aujourd'hui, c'est encore l'un des procédés les plus recherchés pour l'aérospatial : gaines, surfaces de commande, supports, clips, pinces, réservoirs carburant et autres pièces certifiées vol.

Téléchargez notre étude complète avec l'Université du Texas pour en savoir plus sur d'autres caractéristiques de design importantes comme le diamètre des trous et la construction de composants mobiles en une seule pièce.