La technologie d'impression 3D offre une combinaison unique de liberté de conception et de facilité de reproduction. En quelques heures, vous pouvez créer votre propre modèle unique.

La technologie d'impression 3D offre une combinaison unique de liberté de conception et de facilité de reproduction. En quelques heures, vous pouvez créer votre propre modèle 3D unique et le transformer en un objet physique, le tout sans utiliser de moules coûteux ni d'outils d'usinage lourds. Cependant, tous les modèles 3D ne se traduisent pas bien en objets imprimés en 3D. Certains peuvent être plus difficiles à imprimer que d'autres. Si vous concevez vos propres modèles pour l'impression 3D, il y a certains facteurs que vous devrez prendre en compte. Pour vous aider à planifier, voici quelques-uns des meilleurs conseils d'experts en impression et modélisation 3D.
 

1. Réduisez les supports en suivant la règle des 45 degrés.
Les caractéristiques en surplomb ne posent pas vraiment de gros problèmes en impression 3D car vous pouvez facilement remédier au problème en ajoutant des structures de support. Cependant, de nombreux professionnels de l'impression 3D considèrent l'ajout de supports comme un dernier recours. Non seulement ils consomment une quantité importante de filament, mais le processus de leur retrait peut endommager l'impression finie ou entraîner des surfaces inégales. Si vous concevez votre propre modèle, vous pouvez prendre quelques décisions délibérées pour réduire le besoin de supports. La règle des 45 degrés est facile à suivre et à retenir : toute inclinaison dépassant 45 degrés nécessitera une structure de support pour soutenir son poids. Si nécessaire, vous pouvez également ajouter un chanfrein, qui est une inclinaison plus large divisée en segments de 45 degrés. Même pousser la limite des 45 degrés serait pousser les limites de la résistance du matériau filament, donc nous suggérons de garder toutes les inclinaisons proches d'environ 30 degrés.
 

2. Obtenez les jeux corrects.
Si vous souhaitez créer des pièces mécaniques ajustées, cette étape est essentielle. Aucune machine n'est parfaitement précise, et les imprimantes 3D ont tendance à être moins précises que d'autres technologies de fabrication.
Cela signifie que les pièces que vous concevez doivent avoir des jeux appropriés, ou des espaces entre elles, pour garantir un ajustement. Par exemple, si vous avez un support destiné à contenir un roulement, le trou que vous concevez pour le roulement doit être légèrement plus grand que le roulement lui-même. Ainsi, même si l'impression présente quelques petits défauts à sa surface, le roulement s'adaptera toujours.
Trouvez les jeux dont vous avez besoin pour votre imprimante, et n'oubliez pas de les inclure dans vos conceptions !

3. Faites attention aux surplombs.
En impression 3D, les objets sont créés de bas en haut, généralement par un processus couche par couche. Cela signifie que les caractéristiques suspendues dans l'air ne se comportent pas très bien, devenant déformées ou se séparant du reste du modèle.
La solution ? Les structures de support. Elles soutiennent les zones en surplomb pour conserver leur forme prévue. Différentes technologies d'impression 3D ont des exigences de support différentes. L'impression SLA, par exemple, exige presque toujours des supports, tandis qu'en SLS, la poudre plastique utilisée pour l'impression sert également de matériau de support.
En FDM, la technologie la plus courante, les supports sont nécessaires en fonction de la géométrie du modèle, ce qui a un effet significatif sur le temps d'impression et de post-traitement. Pour éviter les tracas, surveillez les zones en surplomb lors de la conception des modèles pour cette technologie. Une bonne règle de base est de ne pas dépasser 45 degrés lorsque c'est possible.
C'est un travail supplémentaire, mais faire attention aux surplombs vous fera gagner beaucoup de temps lors du post-traitement de votre impression.
 

4. Orientez en fonction de la résolution et de la résistance.
Les impressions 3D réalisées avec la technologie FDM présentent naturellement des lignes de couche visibles. C'est une conséquence inhérente à la dépendance des imprimantes FDM à des buses relativement larges. Cependant, la résolution le long de l'axe z peut être quelque peu contrôlée en réglant l'épaisseur des couches. La résolution sur les axes x et y, cependant, est déterminée par la taille de la buse.
C'est quelque chose que vous devrez peut-être considérer si votre modèle a des détails très fins. Si vous souhaitez des détails précis dans votre modèle, il serait préférable d'orienter ces détails le long de l'axe z. Bien qu'il soit vrai que les modèles peuvent être tournés autour de n'importe quel axe dans le logiciel de découpe, vous devez quand même garder à l'esprit que la résolution n'est pas égale sur les trois axes.
Si vous concevez une pièce destinée à supporter une charge importante, vous devrez peut-être également prendre en compte les limites de résistance de l'impression FDM.
En gros, les lignes de couche sont les points les plus faibles de l'impression - toute contrainte parallèle à celles-ci peut les faire se séparer. Pour de meilleurs résultats, il serait préférable de concevoir votre modèle de manière à ce que toute contrainte soit appliquée perpendiculairement aux lignes de couche.
 

5. Divisez le modèle en plusieurs parties.
Si vous concevez un modèle pour une impression sur une imprimante 3D de bureau, la limitation de la taille de construction est quelque chose que vous devrez peut-être prendre en compte. Après tout, votre imprimante 3D peut ne pas être assez grande pour créer cette figurine ou cet accessoire que vous concevez. Diviser le modèle en plusieurs parties peut également être avantageux si vous souhaitez éviter d'avoir trop de structures de support sur votre impression. Par exemple, diviser le modèle en deux ou trois parties et les orienter dans différentes directions peut signifier que chaque partie aura moins de caractéristiques en surplomb. Cela vaut la peine de faire cet effort juste pour éviter les tracas et le filament supplémentaire que demandent les structures de support.
Il existe plusieurs façons de diviser un modèle. Vous pouvez simplement le couper en certaines sections, ce qui signifie que vous devrez coller les parties ensemble une fois qu'elles seront toutes imprimées. Vous pouvez également concevoir des connexions à emboîtement ou à pression, qui ont l'avantage d'être non permanentes. La deuxième option peut être utile pour les grands accessoires ou prototypes que vous devrez démonter pour le transport et remonter, comme ceux utilisés dans les conventions ou les expositions.

6. Prenez en compte les tolérances de l'imprimante 3D en fonction de la taille de la buse.
Il y a une limite à la quantité de détails qu'une imprimante 3D peut reproduire, surtout compte tenu de la taille de sa buse. Cela est vrai pour tous les axes. De plus, le filament plastique se dilate naturellement en refroidissant. Ce phénomène est quelque chose que vous devrez prendre en compte lorsque vous gérez vos attentes quant au niveau de détail qu'un modèle peut avoir une fois imprimé.
détaillé qu'un modèle peut être lors de l'impression.
Une bonne règle de base à suivre est que la taille effective d'un filament lorsqu'il est extrudé et refroidi est d'environ 1,2 fois le diamètre de la buse. Pour une buse standard de 0,4 millimètre, cela se traduit par 0,48 millimètres. Cela signifie que les caractéristiques de votre modèle doivent mesurer au moins 0,48 millimètres ou plus sur chaque axe.
La tolérance fait référence à la distance entre deux caractéristiques proches qui est juste assez grande pour qu'elles ne fusionnent pas entre elles. Encore une fois, l'effet de l'expansion thermique est quelque chose que vous devrez prendre en compte lors de la conception des tolérances. Le problème est qu'il n'existe pas une seule valeur de tolérance qui s'applique à tous les matériaux de filament et tailles de buse. Votre meilleure option serait d'imprimer ce modèle de test pour vérifier la tolérance acceptable pour votre configuration.

7. Prenez en compte le matériau.
Si vous connaissez la technologie d'impression 3D que vous utiliserez, vous connaîtrez également les matériaux disponibles. Comme les imprimantes, différents matériaux ont leurs propres propriétés uniques. Lors de la conception de votre modèle, tenez compte de ces propriétés.
En impression FDM, par exemple, le plastique ABS a tendance à se déformer, donc la base de votre conception doit être suffisamment grande pour rester attachée au plateau d'impression.
Les matériaux flexibles ne gèrent pas très bien les détails, donc il vaut peut-être mieux omettre les petites caractéristiques. Cela diminuera toutes les chances d'échec d'impression.
De plus, gardez à l'esprit les spécifications du fabricant. Le même matériau produit par différents fabricants peut se comporter différemment, il faut donc toujours se référer aux instructions d'impression et aux profils fournis avec le matériau.
Prenez en compte les considérations liées au matériau pour une expérience d'impression fluide.

8. Évitez le gauchissement en supprimant les coins pointus
Ajoutez des oreilles de souris à votre modèle. Le gauchissement est l'un des plus grands problèmes qu'un professionnel de l'impression 3D peut rencontrer. Cela est particulièrement vrai lors de l'impression avec des filaments à haute température, tels que l'ABS ou le nylon. Résoudre le problème de gauchissement demande un effort monumental, allant de l'ajustement des réglages de température à l'application minutieuse d'adhésifs sur le plateau d'impression. Heureusement, vous pouvez prendre des mesures lors du processus de conception pour prévenir ce problème.
La manifestation la plus courante du gauchissement se produit lorsque les coins des couches de base de l'impression se soulèvent du plateau d'impression. Les coins sont particulièrement sensibles, car ce sont les points où le stress thermique généré par la contraction thermique s'accumule. L'une des méthodes les plus intelligentes pour éviter le gauchissement est d'éviter cette accumulation de stress thermique en concevant des coins arrondis. Cela entraîne une répartition plus uniforme du stress thermique non seulement sur la couche de base, mais aussi sur le reste de l'impression.
Bien que l'utilisation de coins arrondis ne garantisse pas que vous ne rencontrerez plus de problème de gauchissement, cela devrait aider à éviter que le problème ne se manifeste.

9. Ajoutez des oreilles de souris à votre conception
Utilisez des "oreilles de souris", des disques et des cônes d'aide intégrés à votre modèle pour faciliter son impression sans utiliser de supports générés par ordinateur. Les oreilles de souris sont essentiellement de petits disques situés aux coins de la couche de base du modèle. L'idée est d'augmenter la surface de contact entre les coins du modèle et le plateau d'impression afin d'empêcher ces coins de se soulever. Certaines plateformes de logiciels de tranchage offrent l'option d'ajouter des oreilles de souris aux modèles avant l'impression, bien que peu d'entre elles le fassent. Dans le cas contraire, les oreilles de souris devront être ajoutées au modèle 3D original.
modèle 3D original.
L'utilisation des oreilles de souris vous permet de conserver les arêtes vives de votre modèle. Cependant, vous devrez accepter que votre impression finale aura des oreilles de souris à sa base. Il serait judicieux d'intégrer les oreilles de souris dans l'esthétique globale de votre conception. Contrairement aux structures de support, les oreilles de souris sont pratiquement impossibles à retirer sans abîmer le reste de votre impression.

10. Surveillez la qualité du fichier
Avant l'impression 3D, votre conception doit être convertie en un fichier imprimable en 3D. Pendant ce processus, il y a quelques points clés à noter :
Assurez-vous que votre fichier converti est de qualité suffisante. L'image ci-dessus illustre l'importance de cela : un fichier de meilleure qualité sera plus volumineux, mais plus précis géométriquement. Cela est particulièrement important lorsque vous avez de petites caractéristiques, qui sont parfois complètement omises lorsque la qualité du fichier est faible.
Vérifiez que le fichier est "étanche". Cela signifie qu'il ne doit pas contenir de trous pouvant perturber votre logiciel de tranchage. Un outil puissant et gratuit pour cela est MeshMixer d'Autodesk.
Mettez votre modèle à l'échelle avant l'exportation. Cela évitera la perte de détails causée par la mise à l'échelle de votre modèle après coup. C'est comme une image basse résolution qui semble correcte lorsqu'elle est petite, mais devient pixelisée lorsqu'on l'agrandit. Les modèles exportés avant mise à l'échelle peuvent sembler corrects lorsqu'ils sont laissés tels quels, mais peuvent totalement se dégrader lorsque vous essayez de les mettre à l'échelle plus tard.

Toute conception, aussi impressionnante soit-elle, peut être compromise par des erreurs de fichier. Surveillez la qualité du fichier pour obtenir les meilleurs résultats !