Directives de conception pour l'impression 3D (principales caractéristiques de l'impression 3D)
☑ La fabrication de produits imprimés en 3D repose sur les fichiers de conception. Certains détails et caractéristiques doivent être pris en compte lors de la conception d'une pièce imprimée en 3D, mais le résultat optimal varie selon les services d'impression 3D.
Murs soutenus | Murs non soutenus | Supports et surplombs | Détails en relief et gravés | Ponts horizontaux | Trous | Pièces de connexion ou de déplacement | Trous d'évacuation | Taille minimale des fonctionnalités | Diamètre minimal de la broche | Tolérance maximale | |
FDM | 0,8 mm | 0,8 mm | 45° | 0,6 mm de large et 2 mm de haut | 10 mm | ⌀2 mm | 0,5 mm | - | 2 mm | 3 mm | ±0,5% (limite inférieure ±0,5 mm) |
SLA | 0,5 mm | 1 mm | Un soutien toujours nécessaire | 0,4 mm de large et de haut | - | ⌀0,5 mm | 0,5 mm | 4 mm | 0,2 mm | 0,5 mm | ±0,5 % (limite inférieure ±0,5 mm) |
SLS | 0,7 mm | - | - | 1 mm de large et de haut | - | ⌀1,5 mm | pièces mobiles : 0,3 mm Connexions : 0,1 mm | 5 mm | 0,8 mm | 0,8 mm | ±0,3% (limite inférieure ±0,3 mm) |
MJ | 1 mm | 1 mm | Un soutien toujours nécessaire | 0,5 mm de large et de haut | - | ⌀0,5 mm | 0,2 mm | - | 0,5 mm | 0,5 mm | ±0,1 mm |
BJ | 2 mm | 3 mm | - | 0,5 mm de large et de haut | - | ⌀1,5 mm | - | 5 mm | 2 mm | 2 mm | Métal : ± 0,2 Sable : ± 0,3 mm |
DMLS | 0,4 mm | 0,5 mm | Un soutien toujours nécessaire | 0,1 mm de large et de haut | 2 mm | ⌀1,5 mm | - | 5 mm | 0,6 mm | 1 mm | ±0,1 mm |
Directives de conception pour toutes les techniques d'impression 3D
☑ La conception de l'impression 3D est importante car elle influence la difficulté, la durée du cycle et le coût de la fabrication ultérieure. En matière de conseils de conception, certaines règles s'appliquent à tous les procédés d'impression 3D, tandis que d'autres sont spécifiques à une technologie spécifique.
FDM | 200 x 200 x 200 mm pour les imprimantes de bureau, jusqu'à 900 x 600 x 900 mm pour les imprimantes industrielles |
SLA | 145 x 145 x 175 mm pour les imprimantes de bureau, jusqu'à 1500 x 750 x 500 mm pour les imprimantes industrielles |
SLS | 300 x 300 x 300 mm, jusqu'à 750 x 550 x 550 mm |
DMLS/SLM | 250 x 150 x 150 mm, jusqu'à 500 x 280 x 360 mm |
MJF | 380 x 285 x 380 mm |
Supports dans l'impression 3D
Orientation des pièces dans l'impression 3D
Un autre paramètre crucial en impression 3D est l'orientation de la pièce. Il s'agit de la façon dont elle est en contact avec le plateau de fabrication. Elle influence la précision, le temps, la résistance et l'état de surface du produit imprimé en 3D. L'orientation optimale varie selon les cas. Voici quelques conseils pour vous aider à choisir l'orientation idéale.
☑ Trouvez la face qui peut fournir la meilleure adhérence à la plaque de construction et la plus grande stabilité.
☑ Si le produit doit être soumis à une contrainte, il doit être orienté de manière à garantir que la direction de la contrainte minimale appliquée soit parallèle à la direction de construction, qui est généralement la direction verticale.
☑ Soyez clair sur le volume de construction de l’imprimante 3D.
☑ Les impressions FDM sont plus faciles à délaminer et à fracturer dans la direction Z que dans la direction XY lorsqu'elles sont soumises à une tension.
☑ Orienter la pièce de manière à minimiser les porte-à-faux inférieurs à 45°.
☑ Dans le sens vertical, les éléments cylindriques s'impriment plus précisément que dans le sens horizontal.
Précision dimensionnelle dans l'impression 3D
La précision dimensionnelle désigne la précision de la taille et de la forme de la pièce imprimée par rapport à celles de la conception CAO. Les facteurs qui influencent la précision dimensionnelle incluent la qualité du matériau, l'équipement, le post-traitement, etc. La tolérance dimensionnelle, le retrait et les exigences de support sont trois éléments clés pour mesurer la précision dimensionnelle. Vous trouverez ci-dessous la tolérance dimensionnelle de différents procédés 3D.
Tolérance dimensionnelle FDM | prototypage (bureau) : ± 0,5 % (limite inférieure : ± 0,5 mm), industriel : ± 0,15 % (limite inférieure : ± 0,2 mm) |
Tolérance dimensionnelle SLA | prototypage (bureau) : ± 0,5 % (limite inférieure : ± 0,10 mm) industriel : ± 0,15 % (limite inférieure : ± 0,01 mm) |
Tolérance dimensionnelle SLS/MJF | ±0,3% (limite inférieure : ±0,3 mm) |
Hauteur de couche dans l'impression 3D
La hauteur de couche mesure la quantité de matériau extrudé par la buse de l'imprimante pour chaque couche de votre pièce. Elle est mesurée en microns ou en millimètres. Le choix de la hauteur de couche est important pour certaines technologies d'impression 3D, telles que SLA et FDM. Vous trouverez ci-dessous les hauteurs de couche généralement appliquées pour différents procédés.
Métaux | Applications |
Acier inoxydable | Ustensiles, ustensiles de cuisine et autres articles susceptibles d'entrer en contact avec l'eau |
Bronze | Vases et autres luminaires |
Or | Bagues, boucles d'oreilles, bracelets et colliers |
Nickel | Pièces |
Aluminium | Produits métalliques minces |
Titane | Des luminaires solides et robustes |
Guide des matériaux plastiques pour l'impression 3D
Plastiques | Caractéristiques | Applications |
ABS | Solide, robuste, durable, résistant à la chaleur, économique, flexible, réutilisable, non biodégradable | Carrosseries de voitures, appareils électroménagers et coques de téléphones portables |
PLA | Facile à travailler, respectueux de l'environnement, biodégradable, disponible en résine et filament avec une variété de couleurs | Emballages alimentaires, dispositifs médicaux biodégradables et implants |
PVA | Soluble dans l'eau | Souvent utilisé pour créer une structure de support pour les parties d'un produit qui peuvent se déformer ou s'effondrer |
PP | Abordable, résistant aux produits chimiques, inflammable et se dégrade avec la lumière UV | Contenants ménagers, équipements de laboratoire et textiles |
Nylon/PA | Solide, léger, durable, résistant à la chaleur et aux chocs, mais pas résistant aux acides et bases forts | Applications nécessitant des propriétés mécaniques élevées et des prototypes fonctionnels |
COMME | Peut supporter une chaleur élevée | Outils de moulage par injection et composants résistants à la chaleur |
PC | Résistant à la chaleur jusqu'à 135 °C, durable, résistant aux chocs et aux éclats, moyennement flexible, transparent, électriquement non conducteur | Prototypes de fenêtres et autres produits transparents |
PMMA/Acrylique | Bonne résistance aux chocs, clarté comparable et propriétés d'absorption des UV | Phares automobiles, aquariums commerciaux et autres alternatives au verre |
CPVC | Température de déformation thermique élevée, inertie chimique, propriétés diélectriques et propriétés de flamme et de fumée | Traitement chimique, production d'énergie, semi-conducteurs, traitement des eaux usées |
COUP D'OEIL | Résistant à l'usure, bon rapport poids/résistance, propriétés thermomécaniques élevées | Implants médicaux sur mesure, dispositifs, pièces aérospatiales et automobiles |
PETG | Haute résistance aux chocs, excellente résistance aux produits chimiques et à l'humidité | Mécanismes conformes, bouteilles d'eau, boîtiers électroniques |
TPU | Flexible, résistant à l'abrasion, résistant aux chocs et à de nombreux produits chimiques | Articles de sport, aérospatiale et automobile |
PETP/Ertalyte | Haute stabilité dimensionnelle, résistance mécanique, faible absorption d'humidité, physiologiquement inerte | Films minces, contenants pour boissons liquides |
SLS (frittage sélectif par laser)
Les matériaux utilisés sont le nylon, la poudre métallique, la poudre de PS et le sable de résine. La poudre est transformée en un ensemble parfaitement intégré par frittage, plutôt que par fusion. Sous balayage laser, les pièces sont recouvertes couche par couche, puis immergées dans un amas de poudre. Après un refroidissement de 12 à 14 heures, la poudre restante peut être recyclée.
SLA (stéréolithographie)
Les imprimantes 3D SLA utilisent un excédent de plastique liquide qui se solidifie en un produit solide. Les surfaces des pièces produites par les imprimantes 3D stéréolithographiques sont généralement lisses. Le matériau utilisé est une résine photosensible. Le laser, d'une longueur d'onde et d'une intensité spécifiques, est focalisé sur la surface du matériau photopolymérisable pour le solidifier d'un point à l'autre et d'une ligne à la surface, afin de finaliser le dessin d'une couche. La table élévatrice déplace ensuite une couche verticalement et en solidifie une autre. Ainsi, les couches s'empilent pour former une entité tridimensionnelle.
FDM (Modélisation par dépôt de fil fondu)
Le filament thermoplastique est chauffé et extrudé par des imprimantes 3D FDM pour fabriquer des pièces couche par couche, de bas en haut, selon une méthode de fabrication ascendante. Les matériaux d'impression utilisés sont l'acide polylactique et le plastique ABS. Cette technologie extrude des matériaux filamenteux, tels que des thermoplastiques, de la cire ou du métal, à partir de buses chauffées, puis dépose la matière fondue à une vitesse fixe selon une trajectoire prédéterminée de chaque couche de la pièce.
DLP (traitement numérique de la lumière)
Une résine photosensible est utilisée. La technologie de formage laser DLP est similaire à la technologie SLA, mais elle utilise un projecteur à processeur optique numérique haute résolution pour durcir le photopolymère liquide et le photodurcir couche par couche.
SLM (fusion sélective par laser)
La technologie SLM représente la majeure partie des imprimantes 3D métal. Les matériaux utilisés sont des alliages de titane, de cobalt-chrome, d'acier inoxydable et d'aluminium. La poudre métallique est fondue par un laser à fibre d'ytterbium à haute énergie pour former des pièces tridimensionnelles polyvalentes.
Automobile
La technologie d'impression 3D peut être utilisée pour le prototypage rapide, la fabrication d'outils, de montages et d'autres pièces dans les secteurs de l'automobile et des transports. Pour l'industrie automobile, comparativement à d'autres processus de développement, les services d'impression 3D permettent de transférer les idées du studio de conception à l'atelier de production plus rapidement et d'imprimer rapidement des prototypes de diverses pièces disponibles grâce aux imprimantes 3D, ce qui facilite les tests et la production pour les entreprises.
Aérospatial
En raison des exigences de réduction de poids et de résistance, la proportion de pièces structurelles complexes ou de grandes pièces hétérogènes dans les équipements aérospatiaux augmente, ce qui constitue l'avantage de l'impression 3D. Elle est très sensible aux exigences de performance des pièces et relativement peu sensible au prix, ce qui favorise également son adoption.
Industriel
La plupart d'entre elles concernent l'impression de noyaux de moules d'injection, la fabrication de pièces sur des équipements non standard et l'application d'outillages auxiliaires sur la ligne de production.
Biens de consommation
Elle exploite les avantages de l'impression 3D en matière de personnalisation pour offrir des produits plus personnalisés et attirer différents publics. - Médical : les dispositifs médicaux personnalisés, en particulier, répondent parfaitement aux caractéristiques de l'impression 3D. Ils offrent actuellement de belles perspectives dans les domaines de la dentisterie, des implants orthopédiques, des orthèses de rééducation, etc.
Éducation
L'impression 3D peut servir de support technique à la recherche pédagogique, à l'enseignement supérieur et universitaire, ainsi qu'à l'apprentissage de compétences professionnelles dans les écoles professionnelles. Elle permet aux étudiants d'acquérir une expérience académique précieuse, d'établir des collaborations interdisciplinaires et même de cultiver leur esprit d'entreprise.
Dentisterie
La technologie d'impression 3D est principalement utilisée pour la production de modèles orthodontiques en dentisterie. Grâce à sa compacité et à ses fonctionnalités performantes, même un petit laboratoire peut numériser directement de la bouche à la production interne grâce à un flux de travail numérique fluide. Gain de temps, de matériaux et d'espace de stockage : les appareils produits sont plus précis et plus confortables.
Q1. Quel plastique est utilisé pour l'impression 3D ?
Q2. Combien coûte l'impression 3D de plastique ?
Q3. Quelle est la résistance du plastique imprimé en 3D ?
Matériels | La différence la plus évidente entre l'impression 3D plastique et métal réside dans le fait que le plastique est une option plus populaire. De ce fait, il est plus accessible que le métal. Il est également considérablement moins cher que le métal. De ce fait, il est bien connu que les débutants le choisissent généralement. De plus, il existe un large choix de plastiques pour l'impression 3D. Cependant, seuls l'aluminium, l'acier inoxydable, le titane et le cobalt sont actuellement disponibles comme métaux. |
Conception | L'impression 3D en plastique est souvent plus rapide que l'impression 3D en métal. Les imprimantes 3D en plastique sont plus économes en énergie et permettent d'obtenir des épaisseurs de couche plus importantes lors de la création des pièces. Cependant, l'impression 3D avec des matériaux métalliques peut être chronophage en raison de la complexité des imprimantes elles-mêmes. La complexité est requise pour travailler avec du plastique afin de créer l'objet 3D souhaité. Cependant, contrairement au métal, il n'est pas soumis aux mêmes tests rigoureux. |
Coût | La plupart des imprimantes 3D plastique sont moins chères et, de plus, plutôt simples à utiliser. L'ABS et les autres filaments plastiques sont également peu coûteux. Les métaux ont un coût horaire de fabrication plus élevé et nécessitent un investissement en équipement plus important que les plastiques. Les imprimantes 3D métal et leurs consommables sont également assez onéreux. |
Difficulté | Le plastique est le matériau d'impression 3D de choix pour les débutants. Des matériaux en plastique sont également disponibles en petites quantités. L'impression 3D avec des métaux est complexe et déconseillée aux débutants. Contrairement au plastique, l'impression 3D avec du métal nécessite un apport, une fusion et un durcissement sans perte de qualité. |
Technologie | Les technologies d'impression 3D plastique incluent la FDM, la SLA et la SLS. De nombreux types de plastiques sont utilisés dans ces technologies. Les systèmes à lit de poudre, notamment la SLM et la DMLS, sont utilisés pour l'impression 3D métal. |
Finition | Le post-traitement des objets en plastique imprimés en 3D est simple. Le concepteur dispose de plusieurs options pour créer l'apparence et le toucher souhaités, notamment l'utilisation d'outils ou le travail manuel. Les objets imprimés en 3D métal nécessitent généralement un post-traitement pour améliorer leurs qualités mécaniques et leur esthétique. Cependant, le traitement des métaux après production est plus long et plus coûteux. |
heuresQu'est-ce que l'impression 3D ?
heuresComment fonctionne l’impression 3D ?
L'impression 3D est un type de processus de fabrication additive dans lequel un objet solide 3D est créé sur la base d'une conception assistée par ordinateur via une méthode de superposition.
Tout d'abord, vous avez besoin d'un fichier numérique tridimensionnel de l'objet à imprimer. Il existe trois façons d'obtenir un modèle numérique 3D : concevoir, numériser et télécharger. La CAO est un logiciel courant pour concevoir un modèle 3D. Parmi les logiciels les plus populaires, on trouve AutoCad, SolidWorks, Tinkercad, etc. La numérisation 3D est une technologie permettant d'analyser un objet réel et d'en créer une réplique numérique. Vous pouvez également en télécharger une depuis une bibliothèque 3D.
Une fois votre modèle 3D obtenu, vous devez le convertir dans un format de fichier approprié. Le format de fichier d'impression 3D le plus courant est le STL, qui possède une extension de fichier utilisable. Les formats alternatifs au STL sont .OBJ et .3MF. Ces formats ne contiennent pas d'informations de couleur. Si vous avez besoin d'objets d'impression 3D colorés, vous pouvez utiliser les formats .X3D, .WRL, .DAE et .PLY. Assurez-vous que le fichier est imprimable.
Le découpage consiste à diviser un modèle tridimensionnel en centaines, voire milliers de couches, puis à générer le G-code indiquant à la machine comment exécuter l'opération étape par étape. Le G-code est le langage de programmation CNC le plus répandu pour les machines CNC et les imprimantes 3D.
- Utilisez des imprimantes 3D pour terminer le processus d'impression selon les instructions automatisées du code G.
Retirez les pièces imprimées en 3D de l'imprimante. Pour certaines machines, c'est facile, tandis que pour certaines imprimantes 3D industrielles, le retrait des pièces imprimées en 3D nécessite des compétences professionnelles et un équipement spécialisé.
Dans certains cas, des étapes supplémentaires ou des post-traitements sont nécessaires pour finaliser la production. Par exemple, diverses méthodes de finition de surface sont utilisées pour améliorer l'esthétique et les propriétés mécaniques des composants imprimés en 3D.
heuresAvantages de l'impression 3D
☑ Accélère considérablement le processus de prototypage ou de production, imprime des objets en quelques heures.
☑ Permet la conception et la création de géométries plus complexes.
☑ Moins de machines et d’opérateurs sont nécessaires à la fabrication.
☑ Une grande flexibilité et polyvalence permettent de créer presque tout.
☑ Permet l’inclusion de plusieurs matériaux dans un seul objet.
☑ L’assemblage couche par couche améliore la conception et garantit une meilleure qualité.
☑ Chaque pièce individuelle successive peut être surveillée afin de réduire les échecs et les erreurs.
☑ Ne nécessite pas beaucoup d'espace pour l'inventaire, imprime à la demande en fonction de la conception.
☑ Les pièces en plastique imprimées en 3D offrent des avantages dans les applications où la légèreté est importante.
☑ Minimiser les matériaux utilisés, avec peu ou pas de déchets par rapport à la découpe de gros morceaux.
☑ Les systèmes d’impression 3D sont beaucoup plus accessibles et ne nécessitent aucune personne supplémentaire pour fonctionner.
☑ La technologie est respectueuse de l’environnement et durable.
☑ Aucune quantité minimum de commande.
☑ Prototype et pièces de production imprimés en 3D en métal ou en plastique en 7 à 10 jours.
☑ Pièces d’impression 3D personnalisées de précision à des prix abordables.
☑ Devis gratuit en ligne dans les plus brefs délais.
☑ Les prototypes uniques ou les formes complexes sont tous deux autorisés.
☑ Un large choix de matières métalliques ou plastiques.
☑ Imprimantes 3D de qualité commerciale et industrielle.
☑ Projet d’assistance aux fournisseurs coopératifs.
☑ Fournir une solution rapide pour les petits lots de prototypes complexes.
☑ Nous fournissons avec notre partenaire.
☑ Services d'impression 3D pour métaux et plastiques.
☑ Répondre aux besoins rapides des concepteurs de prototypes complexes.