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Comparatif taux de remplissage d'éprouvettes imprimées en 3D

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Cette étude de comparaison de comportement à la flexion en fonction du taux de remplissage a été réalisée grâce au banc d'essai d'éprouvettes imprimées en 3D conçu et fabriqué par Filimprimante3D. Cette étude ne fait référence à aucune norme et ne présente pas de caractère scientifique.

Description de l'essai

• Banc d'essai utilisé : banc d'essai R1 Filimprimante3D
• Imprimante 3D utilisée : Original Prusa MK2
• Diamètre de sortie de buse : 0.4 mm
• Filament utilisé : PET-G dailyfil naturel, référence DAF241664, numéro de lot 534634
• Nombre d'éprouvettes testées par paramètre d'impression variant : 3
• Vitesse d'essai : 11 mm/min
• Pas d'avancement de la traverse mobile : 0.1 mm
• Atmosphère d'essai : température : 18.5°C | hygrométrie : 56.5%
  

Les principaux paramètres d'impression fixes des éprouvettes sont :

• Température d'impression : première couche : 220°C puis 210°C
• Température de plateau : 70°C
• Ventilation : 30-50%
• Vitesse d'impression  : 60 mm/s
• Epaisseur des couches : 0.20 mm
• Nombre de passages pour les murs (périmètres) : 2
• Nombre de couches pleines à la base : 4
• Nombre de couches pleines au sommet : 4
• Sens d'impression de l'éprouvette : X : 140mm | Y : 30 mm | Z : 6 mm

Profil Slic3r Original Prusa MK2 complet (taux de remplissage à 70%) disponible ici.

Paramètres variants : taux de remplissage, type Rectilinear (angle 45°): 10%, 30%, 50%, 70%, 100%

Remplissage Rectilinear 30 % sous Slic3r 1.37.1

Résultat de l'essai

Le graphique ci-dessous présente le comportement des 15 éprouvettes avec en abscisse la flèche exprimée en mm et en ordonnée la charge exprimée en kg.

E1, E2, E3 : taux de remplissage de 10%

E4, E5, E6 : taux de remplissage de 30%

E7, E8, E9 : taux de remplissage de 50%

E10, E11, E12 : taux de remplissage de 70%

E13, E14, E15 : taux de remplissage de 100%

Interprétation de l'essai

Pour rappel, cette étude a été menée sur des éprouvettes imprimées avec du filament PET-G dailyfil.

Les artefacts particulièrement visibles sur les éprouvettes E9 à E14 sont supposés être dus à une friction trop importante entre l'éprouvette et la traverse mobile.

Le comportement des éprouvettes semblent cohérent à l'exception des éprouvettes E4 et E15 pour lesquelles les charges maximales semblent faibles au regard des éprouvettes sœurs.

Nous notons une rupture nette au chargement maximal pour l'éprouvette E4.

Nous constatons des charges et flexion maximales bien distinctes selon le taux de remplissage : 10%, 30%, 50%, 70% et 100%.

La valeur de la flèche au chargement maximal augmente avec le taux de remplissage. Cependant les flèches maximales pour les taux de remplissage 30 et 50% d'une part et 70 et 100% d'autre part sont similaires.

La valeur de charge maximale augmente avec le taux de remplissage.

Globalement, plus le taux de remplissage est important plus l'éprouvette résiste à une charge forte et plus la flexion permise est forte.

Le taux de remplissage a bien une influence sur la résistance à la flexion de l'éprouvette.