Tout ce que vous devez savoir sur les coquilles dans l’impression 3D

Peut-être l’un des aspects les plus attrayants de l’impression 3D utilisant la technologie FDM est le degré de contrôle que la technologie offre à l’utilisateur. Non seulement vous avez la liberté de sélectionner le matériau du filament à utiliser pour un modèle 3D donné, mais vous pouvez également modifier le modèle en fonction de vos besoins. L’un des aspects d’un modèle 3D que vous pouvez modifier est la  » coque « 

Pour simplifier, la coque est la paroi d’un objet imprimé en 3D. Elle constitue une partie essentielle de la conception et détermine de nombreuses caractéristiques de l’impression finale. Quelle est la meilleure épaisseur de coque à utiliser et quels sont les facteurs à prendre en compte pour choisir une épaisseur de coque ?

Qu’est-ce que les coques d’impression 3D ?

Cela ne saute peut-être pas aux yeux, mais la plupart des objets imprimés en 3D en FDM sont majoritairement creux à l’intérieur. Il s’agit d’une mesure qui permet d’économiser le matériau filamenteux coûteux et le temps d’impression, faisant ainsi de l’impression 3D une entreprise plus économique. Cependant, ce moyen d’économiser sur le temps et le coût n’est pas une excuse pour créer des impressions 3D qui sont trop légères et fragiles pour toute valeur fonctionnelle.

Les parois d’un objet imprimé en 3D, y compris ses surfaces supérieure et inférieure, sont collectivement connues comme sa coquille. L’épaisseur de la coquille de tout projet d’impression 3D peut être facilement réglée en utilisant le logiciel de tranchage approprié. Dans la plupart des cas, l’épaisseur de la coquille sera fixée à un multiple du diamètre de la buse.

Pour brosser un tableau plus complet des facteurs qui déterminent la résistance et la densité d’un objet imprimé en 3D, il serait juste d’aborder ensemble le concept de coquille et de remplissage. Le remplissage est le motif de matériau à l’intérieur de la coquille, qui peut être réglé entre 10 % et 100 %. Le pourcentage de remplissage et le motif peuvent être réglés à l’aide du logiciel slicer.

En sélectionnant une combinaison appropriée de remplissage et d’épaisseur de coque, une variété de valeurs de résistance et de densité peut être obtenue pour tout objet imprimé en 3D. La résistance et le poids doivent être équilibrés avec le coût de l’impression et le temps nécessaire pour terminer un seul projet, en particulier si l’impression 3D est proposée comme un service commercial.

Facteurs à prendre en compte dans la sélection de l’épaisseur de la coquille

La sélection de l’épaisseur de la coquille est un compromis entre plusieurs facteurs différents, de sorte qu’il n’y a pas de valeur qui soit universellement correcte. L’épaisseur de coque la plus appropriée est celle qui tient compte de l’utilisation prévue de l’objet qui sera imprimé en 3D et d’autres facteurs tels que l’économie et le délai d’exécution. Pour vous aider à déterminer les paramètres les plus appropriés, voici donc les aspects les plus importants à prendre en compte :

Résistance

Evidemment, une coque plus épaisse permettra d’obtenir un produit plus solide et plus robuste. Si votre produit est destiné à supporter une charge lourde, soutenue ou régulière, alors une épaisseur de coque de trois à quatre fois le diamètre de la buse serait une bonne option. La résistance de la coquille entrera également en jeu si le produit sera ancré à l’aide de clous ou de vis.

Stabilité des couches supérieure et inférieure

La plupart des logiciels de tranchage offriront la possibilité de définir une épaisseur de coquille différente pour les couches supérieure et inférieure. Cela ne s’applique que si vous imprimez le modèle à la verticale, ou dans l’orientation à laquelle il est censé être utilisé.

Cette option est proposée car elle permet de concevoir des objets avec des bases plus solides et plus « lourdes au fond » pour une stabilité accrue. La différence n’est généralement pas si grande – un ou deux intervalles du diamètre de la buse sont suffisants pour obtenir ces avantages.

Consommation de filament

Si vous produisez en masse un modèle à l’aide d’une imprimante 3D, la quantité de filament qui entre dans chaque produit est quelque chose qui compte probablement pour vous. C’est un autre domaine où l’épaisseur optimale de la coquille entre en jeu. Une coque plus épaisse crée un produit plus solide et avec un beau poids, mais consomme également beaucoup de filament supplémentaire.

Pour mettre cela en contexte, passer d’une épaisseur d’un à deux multiples du diamètre de la buse double déjà effectivement la quantité de filament qui entre dans la coque d’un projet imprimé en 3D. Cela peut avoir des ramifications énormes sur le nombre d’impressions que vous pouvez faire à partir d’une seule bobine de filament.

Temps

Relié à l’élément précédent, une impression qui consomme plus de filament prendra nécessairement plus de temps pour être terminée. Cela est dû au fait que la buse doit se déplacer sur le périmètre du modèle plusieurs fois pour chaque couche. Sur l’ensemble du processus d’impression, toute épaisseur supplémentaire de la coque peut augmenter le temps d’impression de plus d’une heure.

Pour ceux qui n’impriment que des modèles uniques, le temps d’impression supplémentaire n’est probablement pas très significatif. Cependant, cela peut être problématique pour les commandes de gros volumes. Si vous cherchez à optimiser l’impression de plusieurs exemplaires d’un même modèle, alors vous devrez probablement modifier les paramètres de coque et de remplissage pour réduire le temps d’impression sans trop compromettre l’intégrité structurelle.

Options de post-traitement

Une impression réalisée par une imprimante FDM sortira naturellement avec une surface irrégulière. Il s’agit d’une limitation inhérente à cette technologie. Cela signifie qu’un certain post-traitement sera nécessaire si vous voulez que vos impressions aient un aspect parfaitement lisse et poli.

Les techniques de post-traitement adaptées varieront selon les différents matériaux de filament. Certains filaments se prêtent bien à une dissolution sélective à l’aide d’un solvant approprié, tandis que d’autres nécessitent une technique plus ancienne avec du papier de verre.

Dans tous les cas, le post-traitement entraînera l’érosion du matériau à la surface de l’impression finie. C’est un élément dont vous devrez tenir compte dans la conception, en particulier pour les projets où la résistance et la dureté sont importantes. Une coquille plus épaisse vous donnera une plus grande marge de manœuvre pour le ponçage et le polissage des irrégularités de l’impression finie sans provoquer une baisse drastique de son intégrité structurelle.

Règles empiriques pour le réglage de l’épaisseur de la coquille

Les plateformes logicielles de slicer utilisées aujourd’hui rendent le travail d’ajustement des paramètres d’épaisseur de la coquille presque sans effort. Cela est très utile si vous en êtes encore au stade où vous jouez avec les paramètres de votre imprimante pour essayer d’obtenir les meilleurs résultats. Voici quelques conseils pour vous aider à démarrer :

Veuillez vous assurer que l’épaisseur de la coquille est un multiple du diamètre de la buse

Cela devrait être évident, mais vous devez vous assurer que les paramètres de votre trancheur pour l’épaisseur de la coquille correspondent au diamètre de votre buse. Cela signifie que l’épaisseur de la coquille doit être un multiple du diamètre de la buse.

Si vous omettez cette exigence cruciale, vous obtiendrez des coquilles qui présentent des cavités entre les couches. Naturellement, cela invalidera tous les avantages structurels qu’une coque plus épaisse aurait dû être en mesure de fournir.

Valeurs empiriques pour une charge faible, modérée et élevée

Déterminer les valeurs exactes à utiliser pour l’épaisseur de la coque peut être difficile au début. Il faudra un peu d’essais et d’erreurs avant d’obtenir des résultats qui vous conviennent. Pour aider à diminuer le nombre d’impressions ratées, vous pouvez utiliser les valeurs empiriques suivantes, en supposant que vous utilisez une buse avec une ouverture de 0,4 millimètre de diamètre.

Pour la plupart des applications, une coquille de 0,8 millimètre d’épaisseur peut parfaitement suffire. Cela concerne les pièces qui sont censées supporter une charge faible ou modérée et qui n’ont pas besoin d’être ancrées par une vis. S’il y a des déficiences mineures de résistance avec ce réglage, alors quelques ajustements sur le remplissage devraient résoudre la plupart des problèmes.

Pour les pièces destinées à un usage intensif ou qui subiront des charges élevées, alors vous pouvez aller jusqu’à 1,2 millimètres. L’augmentation de la résistance avec cet ajustement est assez significative. Il offre également une plus grande surface pour l’ancrage à l’aide de vis ou de clous.

Si une coque de 1,2 millimètre ne suffit toujours pas, alors vous pouvez envisager d’ajouter un remplissage plus lourd. La mise en place d’une coque plus épaisse est toujours une option, bien sûr. Cependant, presque toutes les applications normales de l’impression 3D fonctionneront très bien avec une épaisseur de coque comprise entre 0,8 et 1,2 millimètre.

Pensées finales

L’impression 3D est un processus de fabrication hautement personnalisable qui vous permet de concevoir des modèles avec une large gamme de paramètres de résistance, de poids et de flexibilité. La désignation de l’épaisseur de la coquille n’est qu’une des nombreuses façons dont vous pouvez contrôler les propriétés physiques du produit final. Dans ce cas, l’épaisseur de la coquille joue un rôle crucial dans la détermination de la résistance globale de la pièce imprimée, ainsi que de son poids et de sa densité. L’attribution de l’épaisseur de la coquille est une question assez simple