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Les imprimantes 3D créent des objets de manière additive, rendant la pièce aussi forte que sa couche la plus faible. Ils sont généralement plus faibles que la plupart des autres technologies, telles que les techniques de fraisage, le moulage par injection ou les techniques de coulée de résine.

Il existe de nombreuses applications pour lesquelles il faut tenir compte de la résistance structurelle. En raison du fonctionnement de la technologie de modélisation par dépôt fondu (FDM), les pièces que nous obtenons ne sont pas aussi solides que leurs homologues de moulage par injection respectifs.

Cependant, ne désespérez pas, il y a un certain nombre de considérations que nous pouvons intégrer à nos conceptions et configurations afin d’atténuer cet inconvénient.

Nous pouvons réduire ces faiblesses en réglant la bonne température d’extrusion, en fixant un pourcentage de remplissage plus élevé, en construisant des murs plus épais, en choisissant le bon matériau et en orientant correctement la pièce sur la plaque de construction.

Pourquoi les pièces imprimées en 3D sont-elles plus faibles ?

La technique additive par laquelle une imprimante 3D crée des objets a une tendance inhérente à produire des pièces plus faibles par rapport à d’autres procédés de fabrication, car elle dépose une couche de plastique sur l’autre qui se lient ensemble.

Si nous ne prenons pas le temps de configurer correctement les paramètres de notre impression, nous nous exposons volontiers à créer des pièces avec une faible adhérence des couches.

Les basses températures, des températures très différentes entre chaque couche et la précédente et d’autres facteurs, peuvent entraîner une très mauvaise adhérence et des parties globalement faibles.

La fabrication soustractive, comme le fraisage, par exemple, n’a pas ce problème car elle commence avec une matière première solide sculptée dans la forme 3D souhaitée.

Nous pouvons également créer un objet par moulage par injection. Grâce à cette technique, un matériau fondu est injecté dans un moule où il refroidit et durcit en prenant la forme de la cavité. Ce processus produit des pièces solides et solides.

Maintenant que vous connaissez la faiblesse inhérente à une imprimante 3D, vous pouvez ressentir l’envie de jeter votre appareil nouvellement acquis à la poubelle. Avant de faire cela, je vous recommande fortement de lire le reste de l’article et d’apprendre des moyens faciles de rendre vos pièces plus fortes.

Nous devons également considérer que la plupart de nos pièces ne seront pas utilisées pour construire la nouvelle fusée de SpaceX. Nous pouvons cependant nous permettre d’imprimer un bébé Yoda un peu plus faible.

Comment améliorer la résistance d’une pièce imprimée en 3D ?

Comme mentionné précédemment, il existe de nombreux petits réglages de configuration que nous pouvons utiliser pour renforcer notre rôle en général. Parmi eux, les plus importants sont le pourcentage de remplissage, la température d’extrusion, l’épaisseur de la paroi extérieure, le choix du type de filament correct et le réglage de l’orientation correcte de notre conception.

Discutons brièvement de chacun d’eux et voyons comment et pourquoi ils affectent notre impression!

Pourcentage de remplissage

Le remplissage consiste en un motif régulier imprimé à l’intérieur de l’objet et remplace ce qui serait autrement un espace vide. Il fonctionne comme support interne pour l’impression, empêchant non seulement le dessus de s’effondrer, mais maintenant également la coque extérieure ensemble.

Avant de nous aventurer dans ce sujet émouvant, regardez à quoi ressemblent les différents pourcentages de remplissage:

En règle générale, un remplissage de 50% augmentera considérablement la qualité et la résistance de votre impression. Les pourcentages de remplissage plus élevés ne montrent que des augmentations de résistance marginales, mais augmentent considérablement la consommation de filament et le temps d’impression.

signaler cette advous devriez également savoir que nous pourrions configurer notre remplissage pour suivre différents modèles, tels que rectiligne, grille, triangulaire, wiggle *, nid d’abeille rapide, nid d’abeille complet et autres expérimentaux. Les avantages et les inconvénients de chaque motif sont hors de portée de cet article, mais vous serez généralement d’accord avec l’utilisation de remplissages rectilignes ou de grilles.

* À ce jour, je ne peux toujours pas penser à un avantage du motif wiggle. Je suppose qu’il existait autrefois un développeur avec un peu de temps libre et un goût pour les formes sous-optimales.

Épaisseur de paroi

L’épaisseur de paroi est la largeur de l’enveloppe la plus externe de notre impression et détermine principalement la résistance globale de celle-ci

De nombreux fabricants de filaments affirment qu’il suffit d’imprimer avec des enveloppes extérieures de 0,8 mm pour avoir une impression forte, mais j’ai constaté que de telles parois minces produisent généralement des impressions faibles. Afin d’obtenir un bébé Yoda résistant, je recommande fortement de doubler la largeur à 1,6 mm. L’amélioration de la qualité globale sera très perceptible.

Quelle que soit l’épaisseur de paroi que vous choisissez d’utiliser, vous devez toujours utiliser un multiple de votre diamètre de buse. J’ai mentionné 0,8 mm et 1,6 mm car la plupart des imprimantes sont livrées avec une buse de 0,4 mm. Un doctorat aigu et pointu en mathématiques sera conscient du calcul incroyable que j’ai effectué ci-dessus!

Réglage de la bonne température

Bien que la plupart des filaments utilisés en impression 3D soient une sorte de thermoplastique, ils ont une composition chimique différente. Par conséquent, ils ont chacun des températures optimales différentes.

En règle générale, le PLA doit être réglé entre 180 ° C et 220 ° C, l’ABS entre 210 ° C et 250 ° C, le PETG entre 220 ° C et 250 ° C et le nylon entre 240 ° C et 260 ° C.

Si vous avez acheté un autre filament, regardez son emballage et vous trouverez probablement la température recommandée selon le fabricant. En fait, oubliez les gammes que je vous ai dites et regardez toujours la gamme recommandée par les fabricants au cas où.

Vous devez toujours vous efforcer de trouver la température parfaite pour votre imprimante 3D et votre filament, car elle déterminera la qualité de l’adhérence de la couche.

Les basses températures d’extrusion entraînent une mauvaise adhérence entre les couches. Vous pourriez être tenté d’aller dans l’autre sens et de chauffer votre filament aussi chaud que possible, mais cela vous amènera à toutes sortes de nouveaux problèmes que vous pourrez google! Alerte spoiler: impressions désordonnées, porte-à-faux médiocres et mauvaise qualité globale.

Mais en général, si vous cherchez à améliorer la résistance de votre impression, régler la température légèrement plus élevée fera en sorte que la nouvelle couche de plastique extrudé adhère beaucoup mieux à la précédente.

Orientation des pièces

Il est toujours important de garder à l’esprit que les pièces imprimées en 3D vont être plus fortes dans le plan parallèle au lit d’impression et plus faibles dans le plan vertical. Lorsque vous positionnez votre dessin dans la trancheuse, demandez-vous toujours dans quelles directions il sera contacté et à quelles forces il sera soumis.

Si vous n’êtes pas sûr de la réponse, considérons le cas d’un cylindre creux ennuyeux et probablement inutile*.

Si vous l’imprimez dans l’orientation verticale, l’objet sera une séquence de cercles superposés les uns sur les autres. Si vous le saisissez à chaque extrême et essayez de le plier, il sera assez facile de casser le cylindre.

* Je devrais probablement mentionner que tout au long de l’histoire, les cylindres se sont clairement révélés utiles. Ceci est clairement hors du cadre de l’article d’aujourd’hui, je laisserai donc la preuve au lecteur.

Vous pourriez être tenté de penser que vous êtes incroyablement fort, et peut-être que vous l’êtes, mais vous devez également être conscient du fait que vous avez imprimé un cylindre très faible.

Si vous avez encore du filament de rechange et que vous choisissez de l’imprimer dans une orientation horizontale, vous remarquerez que la pièce est plus difficile à casser en raison de la façon dont les lignes de filament sont extrudées.

L’inconvénient de ce positionnement est que vous devrez peut-être ajouter des supports à l’impression en raison des angles créés par cette orientation.

Pourquoi tout doit-il être un compromis en impression 3D? Il n’y a pas de déjeuner gratuit dans ce passe-temps!

Utilisez un filament plus fort

Bien que celui-ci puisse sembler évident, l’utilisation d’un type de filament différent peut faire des merveilles en termes de résistance globale.

Cependant, toutes les imprimantes ne sont pas capables d’imprimer avec tous les filaments qui existent, mais il existe certainement des alternatives que vous pouvez utiliser même sur des imprimantes abordables, telles que l’Ender 3.

Le polycarbonate et le nylon sont considérés comme les filaments les plus résistants actuellement disponibles, et si votre imprimante peut les manipuler et que vous avez besoin d’une impression extrêmement solide, imprimez votre objet avec ceux-ci.

Si vous imprimez avec du PLA, essayez le PETG car il est facile à utiliser et est également un peu plus flexible et beaucoup plus résistant à la chaleur.

Comment rendre les pièces imprimées en 3D plus solides

Voici un résumé rapide de la façon d’imprimer votre modèle de manière à augmenter sa résistance:

1. Choisissez un motif de remplissage fort (généralement en nid d’abeille).
2. Augmenter le pourcentage de remplissage (dépasser 50% commencera à produire des rendements décroissants importants).
3. Augmentez l’épaisseur de la paroi ou de la coque extérieure.
4. Augmentez la température d’impression par incréments de 5 °C jusqu’à ce que vous trouviez la meilleure.
5. Changez l’orientation de l’impression de sorte que les lignes du calque soient parallèles aux forces qui s’exerceront sur elle.

Conclusion

Comme vous pouvez le voir, il y a beaucoup de choses que nous pouvons faire pour améliorer la force globale de nos objets et surmonter une faiblesse inhérente à la technologie que nous avons choisie.

Si l’avenir du monde dépend de votre capacité à imprimer un Benchy fort mais que vous n’avez pas le temps de lire l’article complet, procédez comme suit.

Bonne impression!