Solide ! Je veux que ma pièce soit solide ! Quel filament dois-je utiliser ?
Voilà une requête récurrente de l'imprimeur 3D en recherche de pièces robustes. Si le filament utilisé aura en effet un impact sur la solidité de l’objet imprimé, il existe d’autres considérations à prendre en compte dont le sens d'impression des couches. On fait le point dans ce bref article.
Le principe de l'impression 3D FFF
Le principe de l'impression 3D FFF (fabrication à filament fondu) repose sur la dépose successives de couches de matière plastique. L'objet prend de la hauteur au fur et à mesure que les couches horizontales sont déposées, les unes après les autres.
Le schéma ci-dessus représente la succession de couches matérialisées en bleu et rouge.
Pourquoi le sens d'impression a une importance sur la solidité de la pièce imprimée ?
Prenons le cas de l'impression en filament d'une équerre. Le design ci-dessous pourrait être optimisé mais tel quel il permet de mieux mettre en exergue la problématique traitée ici.
Sur le plateau du trancheur, deux sens d'impression sont possibles : "debout" ou "couché".
On ne tient compte ici que de la problématique du sens d'impression des couches, pas du temps d'impression.
A présent, schématisons notre succession de couches, bleues et rouges.
Maintenant appliquons une contrainte sur l'équerre imprimée.
Le cercle vert représente en quelque sorte le talon d'Achille de la pièce.
On comprend aisément que c'est au niveau de l'angle droit situé dans le cercle vert que le sens d'impression aura un impact crucial sur la solidité de la pièce.
En mode "debout" c'est la liaison intercouche qui constitue le maillon faible.
En mode "couché" chaque couche subie la contrainte, "sur toute sa surface" ou presque.
Étudier les contraintes pour choisir le sens d'impression
Nous étions avec cette équerre dans un cas d'école. Les pièces imprimées sont souvent plus complexes et les contraintes plus nombreuses.
Il convient de faire un choix en fonction des différentes contraintes.
Notons par ailleurs que le temps d'impression en mode "debout" est plus long. En effet, chaque couche de la partie verticale étant d'une très faible surface, l'imprimante 3D (ou plutôt le trancheur) ralentit la vitesse d'impression pour laisser le temps au plastique de refroidir.
Il n'y avait donc pas de doute sur le sens d'impression qu'il fallait adopter dans notre cas, COUCHÉ !