Impression 3D des surplombs

Dans le domaine de l’impression 3D, les surplombs désignent les parties d’un modèle qui s’étendent vers l’extérieur sans support direct. Étant donné que la plupart des procédés additifs construisent des objets couche par couche, la gravité joue un rôle majeur dans la détermination des géométries imprimables et de celles qui risquent de s’affaisser, de se recourber ou d’échouer au milieu de l’impression. La maîtrise de la conception et de l’impression des surplombs est essentielle pour l’intégrité structurelle et la qualité de la surface.

Voyons de plus près comment imprimer correctement des surplombs en 3D et ce qu’il faut faire en cas de problème.

Quel porte-à-faux une imprimante 3D peut-elle supporter ?

L’angle exact dépend de l’imprimante, du matériau et du refroidissement, mais en général, les imprimantes FDM peuvent supporter des surplombs allant jusqu’à 45° par rapport à l’axe vertical sans soutien. Au-delà, la gravité commence à affecter la qualité des couches, ce qui entraîne un affaissement ou une extrusion incomplète.

Les imprimantes à base de résine (SLA, DLP) gèrent différemment les surplombs. Comme elles impriment dans un réservoir de liquide et polymérisent les couches par le dessous, les surplombs peuvent se former plus facilement, mais les îlots non soutenus ont toujours besoin d’un ancrage. Les imprimantes à lit de poudre (SLS, SLM) présentent un avantage naturel : la poudre non frittée qui entoure la pièce fournit un support temporaire, ce qui permet de créer des surplombs sans structures supplémentaires.

Le fait de connaître la capacité de dépassement d’une imprimante 3D vous permet de concevoir plus intelligemment et de réduire la nécessité d’utiliser des matériaux de support inutiles.

Problèmes courants de surplomb dans l’impression 3D

Parmi les problèmes les plus fréquents liés à l’impression 3D, citons les suivants :

l’affaissement de la couche, où le filament extrudé manque d’assise et s’affaisse,
des faces inférieures rugueuses, en raison d’un mauvais pontage ou d’un mauvais refroidissement,
la délamination, si les couches refroidissent trop vite et ne se collent pas correctement,
les cicatrices de support, lorsque le matériau de support nuit à la qualité de la surface après son retrait.

Ces problèmes apparaissent généralement lorsque les débords de toit dépassent les angles imprimables ou ne sont pas correctement soutenus, ventilés ou tranchés.

Comment améliorer les surplombs dans l’impression 3D

L’amélioration de la qualité des surplombs passe d’abord par une bonne conception, mais aussi par le réglage des paramètres d’impression. Voici comment obtenir de meilleurs surplombs en impression 3D :

Augmentation du refroidissement : de puissants ventilateurs de refroidissement des pièces permettent de solidifier les couches plus rapidement, ce qui réduit l’affaissement,
température d’impression plus basse : une extrusion légèrement plus froide permet d’obtenir des couches plus stables,
réduire la hauteur de la couche : les couches plus fines se courbent moins agressivement dans les transitions abruptes,
ralentir la vitesse d’impression : un mouvement plus lent donne au matériau plus de temps pour se refroidir et se fixer,
orientez les pièces de manière stratégique : faites pivoter le modèle de manière à minimiser les surplombs non soutenus.

L’utilisation de ces tactiques peut faire une grande différence, en particulier lorsque vous travaillez près du seuil de surplomb.

Comment résoudre les problèmes de surplomb dans l’impression 3D

Lorsque les surplombs échouent, il faut les réparer en examinant l’impression sous l’angle du matériel et du logiciel. Demandez :

L’orientation du modèle est-elle optimisée pour réduire les angles aigus ?
Les supports sont-ils générés correctement dans le slicer ?
Le système de refroidissement de l’imprimante fonctionne-t-il comme il se doit ?
La température ou la vitesse d’impression peuvent-elles être ajustées ?

Dans les cas les plus extrêmes, envisagez d’ajouter des supports personnalisés dans la CAO ou de redessiner la géométrie pour réduire la masse non soutenue. Savoir comment résoudre les problèmes de surplomb dans l’impression 3D relève autant de la réflexion sur la conception que des réglages de la machine à trancher.

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