Lorsqu'on parle de fabrication additive, il y des facteurs importants à considérer quant au design d'une pièce destinée à l'impression 3D. Plus précisément, cinq éléments sont indispensables afin d'obtenir un équilibre parfait dans la création d'une pièce. L'équilibre entre la taille, la résolution, l'épaisseur, l'orientation et le choix du matériau va contribuer au fonctionnement ainsi qu'à l’esthétique de votre création.

 

La taille

Une caractéristique à considérer lors de la création de votre pièce est la taille de celle-ci. Chaque technologie possède un format optimal, plus grand ou plus petit. La machine FDM est celle qui peut obtenir la plus grande taille soit 16" x 14 " x 16 ".

Si votre pièce est plus grande que cela, elle peut être sectionnée  avant la fabrication pour ensuite être collée ensemble d’une manière professionnelle. La taille de vos morceaux aura un impact sur le temps de fabrication. Une pièce de grande taille prendra plus de temps à construire et nécessitera plus de matériel, entrainant par le fait même des coûts plus élevés.

 

La résolution

La résolution correspond à l'épaisseur de chaque couche appliquée pendant la fabrication d'une pièce en fabrication additive. Selon la technologie utilisée, une couche plus mince peut réduire les imperfections ou les nervures qui pourraient apparaitre sur la surface d'une pièce. Une haute résolution permet une surface de qualité et une surface plus lisse avant le post-traitement. Plus les couches sont minces, plus les détails sont bien définis, mais plus le temps de fabrication est long.

Pour un objet avec une très haute résolution, choisissez la technologie SLA (Stéréolitographie), qui a une épaisseur de couche jusqu’à 25 microns (0.025mm). La technologie SLS offre une très bonne résolution, soit 100 microns (0.1mm). L'épaisseur de couche habituelle en FDM est de 250 microns (0.25mm) et nous offrons aussi la haute résolution (0.175mm). Il est aussi possible d’imprimer en basse résolution (330 microns, 0.330mm). Cela s’avère être une bonne option pour de gros objets, moins esthétiques, fabriqués rapidement et à un coût moindre.

 

L'épaisseur de paroi minimale

Après avoir bien sélectionné sa résolution, l'épaisseur de paroi minimale s'ajoute à l'équation. Celle-ci est une caractéristique fondamentale de votre design qui assure stabilité, précision et tolérance pour une pièce de fabrication additive. Une plus petite épaisseur raccourcit le temps de construction, mais une épaisseur trop mince peut donner une pièce fragile aux caractéristiques moins précises.

Des pièces minces construites avec SLS sont plus susceptibles de se déformer vu son processus de fabrication. Les morceaux fabriqués en SLS sont sujets à de hautes températures ainsi qu'au poids de la poudre durant la fabrication. Le matériau utilisé en SLS peut rétrécir lorsqu'il refroidit et se solidifie. Avec une épaisseur se situant entre 1mm et 3mm, une stabilité géométrique de ces caractéristiques est plus facilement atteignable. Il est cependant possible d’atteindre une épaisseur minimale de .4mm. Cela est cependant plus risqué.

Avec la FDM, l'épaisseur minimale recommandée est en règle générale de 1.6mm

 

L'orientation

Un autre aspect important à considérer pour obtenir une stabilité optimale est l'orientation. En impression 3D, l'orientation fait référence à comment la pièce est placée sur la plateforme d'impression. La pièce peut être orientée d'un certain angle, être à plat ou posée de manière verticale. L'orientation durant la fabrication est une étape cruciale qui affecte la qualité, en particulier la dimension géométrique et la tolérance aux erreurs, l'énergie utilisée et l'étendue des structures de support nécessaires, tous des facteurs contribuant au cout total de la pièce.

L'orientation peut varier selon la technologie utilisée. Avec FDM, la pièce imprimée possède une très grande force élastique sur X-Y mais une plus petite force sur la direction Z vu la façon donc les couches sont imprimées. Certaines orientations sont privilégiées pour des objets courbes ou carrés. D'autres peuvent rendre visibles les lignes entre chaque couche, affectant ainsi l'esthétique de votre pièce. Certaines orientations seront plus effectives si elles surplombent la surface, nécessitant ainsi plus de support. 

Ceci dit, nous nous occuperons de bien positionner vos pièces afin que celles-ci aient le meilleur ratio entre la qualité de la surface et la solidité de la pièce, à moins d’indications contraires.

 

Le choix du matériau

Il existe différents matériaux en impression 3D selon la technologie utilisée. Votre choix se fera selon les contraintes que subira votre pièce. Il votre pièce doit posséder des résistances particulières, il est important de bien choisir votre matériau. Par exemple, si celle-ci doit être soumise à des températures très hautes, ou à des solvants chimiques, vous devrez regarder plutôt pour l’ULTEM ou le PPSF, dans la technologie FDM. Si elle doit être résistante à l’impact, le polycarbonate sera un choix judicieux.

La technologie SLA offre aussi des résines intéressantes pour diverses applications. Si vous désirez un matériau qui possède des propriétés proche du caoutchouc, il est possible d’utiliser une résine flexible. Si vous souhaitez faire un moulage à cire perdue, il est aussi possible d’utiliser la résine calcinable SLA. 

Par contre, si vous souhaitez seulement avoir l’objet en main, sans utilisation particulière, l’ABS en FDm, le Nylon en SLS et la résine acrylique en SLA feront très bien l’affaire, à un coût moindre.

 

L'équilibre du design

La taille, la résolution, l'épaisseur, l'orientation et le choix du matériau correspondent aux éléments importants d'une création vouée à l'impression 3D. Lorsque tous ces facteurs sont considérés et équilibrés, vous êtes assurés d’obtenir une pièce fonctionnelle qui correspond à vos besoins.