Astuces de conception pour les projets d’imprimerie 3D par FSL ou MJF
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Astuces de conception pour les projets d’imprimerie 3D par FSL ou MJF

Xometry Europe
avril 28, 5:59

La conception constitue la première étape dans tout processus de fabrication, y compris les réalisations par imprimerie 3D au moyen des technologies FSL (Frittage Sélectif par Laser) ou MJF (Multi Jet Fusion). Ces technologies sont capables de produire de magnifiques pièces dotées de caractéristiques complexes, mais en incorporant les méthodes issues de la conception orientée fabrication dans le cadre de la fabrication additive (ou DFAM en anglais), vous pourrez ajuster vos modèles 3D de façon à ce que vos imprimés tendent davantage vers la perfection. Dans cet article, nous présenterons quelques astuces qui vous permettront d’améliorer et d’optimiser vos pièces dans le cadre de l’imprimerie 3D par FSL ou MJF.

(Vous voulez savoir quelles sont les différences entre les technologies FSL et MJF ? Tout est expliqué dans cet article)

Une question de taille…

Quand il s’agit de concevoir une pièce pour qu’elle soit imprimée en 3D, que ce soit par FSL ou MJF, la taille constitue l’une des contraintes les plus importantes. Vous trouverez énumérées ci-dessous les limitations de ces deux technologies en termes de taille d’ouvrage.

  • Epaisseur de la paroi : afin d’éviter que votre ouvrage ne s’écroule durant son impression, ou que des cassures ne se produisent en post-usinage ou à l’utilisation, il faudra s’assurer dès la conception que les parois de votre pièces sont suffisamment épaisses. Une épaisseur minimale de 1,0 mm est recommandée dans le cadre de la technologie MJF. Pour un ouvrage réalisé en FSL, cette épaisseur minimale pourra aller de 0,7 mm (si on utilise du PA12) à 2,0 mm (pour du polyamide renforcé au carbone). Il est possible de réduire l’épaisseur des parois jusqu’à un minimum de 0,6 mm, à condition de fournir une structure adéquate pour assurer leur support. Quel que soit le procédé utilisé, on préfèrera une épaisseur minimale de 1,3 mm afin d’assurer la répétabilité des résultats, et on évitera d’aller au-delà de 4,0 mm.

En raison de la chaleur émise par le laser (FSL) ou la source infrarouge (MJF), les parois conçues avec une épaisseur inférieure à 0,5 mm auront tendance à se dilater.

Epaisseur de paroi minimale

  • Diamètre des trous : les technologies FSL et MJF sont capables d’imprimer des trous directement sur la pièce, ce qui dispense d’avoir à les percer après coup. Cependant, le diamètre des trous ainsi réalisés ne devra pas être inférieur à 1,5 mm pour le FSL et 1,0 mm pour le MJF. Ceci permettra d’éviter qu’une partie de la matière pulvérulente utilisée n’échappe au frittage et se retrouve coincée dans les trous. Il est recommandé de respecter les tailles de perçage conventionnelles, au cas où les trous aient besoin d’être ouverts à la main.

Diamètre minimum des trous

  • Taille d’ouvrage : la taille maximale d’un ouvrage que l’on peut réaliser par FSL est de 600 x 350 x 560 mm, avec une taille d’impression minimale de 0,8 mm pour certaines parties. D’un autre côté, pour le MJF, on pourra réaliser des ouvrages allant jusqu’à 360 x 284 x 360 mm, avec une taille d’impression minimale de 0,5 mm pour certaines parties. 

Soyons tolérants (mais pas trop)

En ce qui concerne l’imprimerie 3D par FSL ou MJF, il convient, lors de la phase de conception, de limiter les exigences en termes de tolérances aux endroits où cela est vraiment nécessaire (par exemple, pour les parties appelées à s’imbriquer les unes les autres). Multiplier ce genre d’exigence ne servira qu’à rendre l’impression beaucoup trop délicate à réaliser.

La précision maximale que l’on pourra atteindre dépendra de l’imprimante elle-même et de la taille de l’ouvrage à imprimer. Les technologies FSL et MJF sont toutes deux capables d’imprimer avec une très haute précision : jusqu’à ±0,2% de la dimension souhaitée.

Eviter de multiplier les tolérances

Ça sonne creux…

Afin de réduire le poids de l’ouvrage et de limiter l’utilisation des matériaux, on pourra utiliser les technologies FSL et MJF pour imprimer des pièces creuses. Réaliser de telles pièces demandera de prévoir des trous d’échappement afin de permettre l’évacuation de matières résiduelles ayant échappées au frittage. Ces trous d’échappement devront avoir un diamètre minimum de 3,5 mm. Il est également nécessaire de prévoir des trous suffisamment grands pour permettre le polissage (sablage ou grenaillage) de la partie interne.

Trous d’échappement pour les pièces creuses

Ça s’emboîte…

Les technologies FSL et MJF sont capables d’imprimer des pièces mobiles et des pièces destinées à s’emboîter en un seul jet. En gros, grâce à ces technologies, il n’est pas nécessaire d’imprimer ces pièces séparément avant de les assembler, ce qui permet de réaliser des assemblages fonctionnels en un cycle de fabrication. Pour les pièces qui s’emboîtent, les modèles devront intégrer un espacement minimum de 0,5 mm, voire plus si possible. Ceci afin de permettre le retrait de toute matière résiduelle pour éviter que les deux pièces ne se retrouvent fusionnées en une seule. 

Espacement minimum pour les pièces à emboîter

Gravures et reliefs

Les pièces peuvent être imprimées avec des gravures ou des parties en relief. Afin que ces détails soient visibles, il est recommandé de les concevoir avec une hauteur ou une profondeur minimale de 1,0 mm. Maintenir une hauteur ou une profondeur de cette taille est également important dans le cadre du post-usinage : en effet, des détails plus petits que 1,0 mm peuvent être effacés si l’on fait subir à la pièce un polissage.

Grâce aux technologies FSL et MJF, il est tout à fait possible d’imprimer des pièces comportant du texte. Afin que ce dernier soit lisible, il faudra assurer une taille de texte minimale de 2,0 mm. De plus, il est recommandé d’utiliser une police Linéale (« sans sérif »), qui permettra une meilleure lisibilité tout en limitant le nombre de détails à imprimer. Augmenter encore la taille des lettres permettra de faire en sorte que les plus fragiles (comme la minuscule « i ») seront capable de supporter les manipulations en post-usinage (sablage ou grenaillage).

Hauteur et profondeur minimales pour gravures et reliefs

C’est tordu !

Quand on imprime une pièce en 3D avec la technologie MJF, l’une des astuces les plus importantes consiste à éviter d’imprimer de trop grandes surfaces planes (cela vaut aussi pour la technologie FSL) et ce pour une raison très simple : elles peuvent se tordre très facilement. Il peut arriver toutefois que l’on soit obligé d’intégrer de telles surfaces dans un ouvrage. Dans ce cas, elles pourront être renforcées à l’aide de nervures qui fourniront le support adéquat. Il faut noter cependant que cela ne suffira pas toujours à résoudre le problème. Par conséquent, le mot d’ordre est d’éviter les grandes surfaces planes aussi souvent que possible.

Torsion d’une surface plane

Conclusion

En suivant ces astuces, vous pourrez être sûr que votre ouvrage d’impression en 3D sera sans défauts ! Vos modèles sont déjà prêts ? Rendez-vous sur notre plateforme de devis instantané pour nous les envoyer et recevoir un devis en quelques secondes.

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