La résolution est l’un des facteurs les plus importants à prendre en compte lorsque vous envisagez différentes imprimantes 3D et s’étend au-delà de la valeur de la hauteur de couche minimale que beaucoup de gens connaissent. En fait, la hauteur de couche minimale a tendance à être une mauvaise représentation de la qualité d’une imprimante 3D.
Dans ce guide, vous découvrirez chacun des différents composants associés à la résolution d’une imprimante 3D. Nous passerons en revue la résolution Z, la taille minimale des éléments, la résolution X/Y et l’ovalisation des couches, pour obtenir une image complète de la résolution dans l’impression 3D.
Résolution Z
La valeur la plus connue associée à la résolution d’une imprimante 3D est la hauteur minimale de la couche Z. Les imprimantes 3D construisent les objets couche par couche, et cette valeur décrit l’épaisseur d’une de ces couches. Pour la plupart des machines FDM, la plus petite hauteur de couche pratique est de 0,1 mm ou 100 microns et pour les machines SLA, de 0,025 mm ou 25 microns.
De nombreux fabricants FDM répertorient des hauteurs de couche Z minimales aussi basses que 10 microns. Bien que cela soit techniquement possible, l’impression de couches aussi fines que 10 microns sur les machines FDM est peu pratique. La plupart des moteurs pas à pas sont capables de déplacer cette plate-forme de 10 microns seulement, mais les extrudeuses FDM ne peuvent pas contrôler le flux de filament avec suffisamment de précision pour produire des résultats propres. Pour cette raison, les impressions de 10 microns sur les machines FDM finissent souvent par avoir un aspect plus mauvais que les impressions de 100 microns, même si les couches individuelles peuvent être plus fines.
Quand utiliser des couches plus fines
Dans de nombreux cas, l’utilisation de couches plus fines présente peu ou pas d’avantages et ne sert qu’à augmenter le temps d’impression. Les couches plus minces sont surtout utiles pour améliorer la finition de surface des pièces qui ont des surfaces diagonales ou courbes. Formlabs propose une excellente illustration de ce concept ci-dessous.
Taille minimale des caractéristiques
Pour les machines FDM, la taille minimale des caractéristiques est fonction du diamètre de la buse d’impression. Le diamètre le plus courant de la buse est de 0,4 mm et ergo, la plus petite caractéristique qui peut être imprimée est de 0,4 mm. De nombreuses imprimantes permettent de remplacer leurs buses et des mises à niveau de tiers peuvent être achetées avec des diamètres aussi étroits que 0,15 mm. Ce concept s’applique aux éléments qui se suffisent à eux-mêmes, comme les tours et les pointes, et ne s’applique pas aux composants tels que le texte estampé sur le côté d’un objet. Nous approfondirons les caractéristiques en relief dans la section » Résolution X/Y « .
Il est important de garder à l’esprit que les caractéristiques plus petites sont plus facilement déformées par la chaleur dans l’impression FDM. Les tours hautes et fines échouent souvent parce que la chaleur du plastique fondu et de la buse provoque le ramollissement des structures.
Dans les imprimantes SLA, la résolution minimale des caractéristiques est fonction de la taille du spot du laser. Parce que l’impression SLA n’implique pas les mêmes contraintes thermiques que FDM, les tours hautes et minces sont plus viables et les petites caractéristiques sont facilement résolues.
Résolution X/Y
La résolution X/Y décompose votre imprimante en son matériel nu et est déterminée par la rotation minimale de votre moteur pas à pas et la mécanique de la machine. Les lithophanes sont des objets utiles pour expliquer la résolution X/Y.
Un lithophane est une image qui a été extrudée en trois dimensions de telle sorte que les composantes sombres de l’image sont plus épaisses que les composantes claires. Lorsqu’on fait passer une lumière à travers, les parties plus épaisses du modèle apparaissent plus sombres et l’image originale apparaît. Découvrez les 3 étapes pour créer vos propres lithophanes ici !
Les lithophanes sont imprimés verticalement plutôt qu’à plat sur la plateforme car la résolution sur les axes X et Y est souvent meilleure que la résolution sur l’axe Z. Vous trouverez ci-dessous un exemple de la section transversale d’un lithophane. La résolution X/Y décrit la déviation minimale possible de votre buse ou du spot laser et se situe souvent sur l’échelle de 16 microns bien que cela puisse varier selon la machine.
Dans les imprimantes FDM, il existe d’autres facteurs à prendre en compte lors de l’étude de la résolution X et Y. Les imprimantes FDM qui utilisent une configuration d’extrusion à entraînement direct portent un poids au-dessus de la buse qui peut se traduire par une inertie excessive à des vitesses élevées. Cela entraîne un effet appelé banding, où les déviations verticales deviennent visibles dans un modèle et la résolution X/Y est réduite. Les configurations CoreXY réduisent cet effet grâce à une cinématique astucieuse qui rend les axes X et Y indépendants de tout moteur.
L’ovalisation des couches
L’ovalisation des couches est l’un des paramètres les plus subtils à prendre en compte lorsqu’on considère la résolution des imprimantes 3D. Lorsque des couches sont déposées en impression FDM, les limites extérieures prennent une forme ovale qui contribue à un état de surface plus rugueux et à une mauvaise transparence.
Les couches créées par les imprimantes SLA ont intrinsèquement moins d’ovalisation que celles créées via FDM. La stéréolithographie au laser crée des couches plus rectangulaires, ce qui permet d’obtenir un fini de surface plus lisse et une transparence supérieure.
Le ponçage des pièces est un excellent moyen de diminuer l’ovalisation des couches extérieures et d’améliorer le fini de surface. Les revêtements comme XTC-3D fonctionnent en remplissant les espaces entre les couches pour produire une pièce lisse et transparente. Taulman3D a créé une excellente illustration de cet effet que vous pouvez découvrir sur sa page consacrée à l’optique T-glase.
Chacun des 4 composants de la résolution en impression 3D aura un impact sur la qualité finale de votre impression. Pour mieux comprendre la résolution dans l’impression 3D, notamment en ce qui concerne le SLA, consultez le post de Formlabs intitulé What Does Resolution Mean in 3D Printing?
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