Orientation de la pièce
Qu'il s'agisse de plastique ou de composite, de FFF ou de CFF, les pièces imprimées en 3D sont plus résistantes lorsqu’elles sont disposées parallèles au lit d'impression - l'orientation de l'impression peut donc littéralement faire la différence entre une pièce et une autre. Les imprimantes 3D par dépôt réalisent des pièces en superposant des couches de plastique. Presque toujours, les liaisons moléculaires permettant l'extrusion du matériau elle-même sont plus fortes que les liaisons adhésives d'une extrusion de plastique posée sur une autre. Pensez les couches comme des fissures ou des veines de bois - il s'agit de tranches de matériau empilées les unes sur les autres. Il est facile d'écarter ces tranches verticalement ou de les faire passer l'une à côté de l'autre par cisaillement.
Avant d'imprimer votre pièce, réfléchissez à la position des pressions et des charges dans votre pièce et à la manière dont elles se propageront dans le modèle. Où subira-t-elle des forces de flexion ? Des forces de traction ? Forces de cisaillement ? Si vous n'êtes pas sûr, réfléchissez à la façon dont la pièce est touchée, à l'endroit où elle est touchée et aux directions dans lesquelles elle est touchée. Réalisez un diagramme si nécessaire ! Cela vous aidera à prendre une décision éclairée concernant l’orientation de l’impression.
Hauteur de couche
La hauteur des couches dans l'impression 3D n'affecte pas de manière substantielle la résistance des pièces. Les couches plus fines nécessitent plus d'extrusions de matériau par pièce, mais les brins ont une section transversale plus petite. Les couches plus épaisses nécessitent moins d’extrusions. La hauteur de la couche et la section transversale des perles s'équilibrent essentiellement et rendent la résistance des différentes hauteurs de couche à peu près équivalente. Les spécificités sont souvent liées aux paramètres de certains matériaux et imprimantes.
Remplissage et coquille
En raison de la théorie du panneau sandwich, le nombre de coquilles, de plafonds et de planchers aura toujours un impact plus important sur la résistance à la flexion de la pièce que le remplissage. Les coquilles améliorent aussi généralement la résistance à la traction le long des plans parallèles à la plaque de construction, car elles ont tendance à suivre les trajectoires de charge basées sur la géométrie de la pièce.
Bien que le remplissage n'affecte pas la résistance à la flexion des pièces autant que les coquilles, le remplissage reste utile pour certaines raisons. Le remplissage sert de structure de soutien interne à la pièce. Sans lui, rien ne maintiendrait les parois ou les coquilles ensemble ! Le remplissage ajoute une certaine rigidité à la pièce et empêche les parois de se déformer et le toit de s'effondrer. Un modèle de remplissage moins dense entraîne une diminution de la qualité de l'impression. Les modèles de remplissage typiques de l'impression 3D se situent généralement entre 30 et 50 %.
Le type de remplissage utilisé a peu d'impact sur la résistance à la flexion. Pour créer des pièces plus résistantes, vous pouvez renforcer les coquilles grâce à des piliers de fibres continues afin d'obtenir des pièces plus résistantes ou plus rigides. Vous obtiendrez de meilleurs résultats avec des fibres continues. Elles sont plus rapides et plus fiables qu'une pièce entièrement solide imprimée. De plus, différentes géométries de remplissage peuvent être utilisés pour différents besoins.
Remplissage triangulaire : Le remplissage triangulaire est le modèle de remplissage le plus solide car les triangles sont la forme la plus solide. Ils sont les moins susceptibles de se déformer et constituent la meilleure structure de soutien derrière les parois de la pièce. Ce type de remplissage s'imprime relativement rapidement car la tête d'impression se déplace principalement en ligne droite sur la pièce. La résistance et la rapidité sont les raisons pour lesquelles le remplissage triangulaire reste l'un des meilleurs choix pour le remplissage dans l'impression 3D.
Remplissage rectangulaire : Le remplissage rectangulaire est le seul type de remplissage permettant d'obtenir une pièce dense à 100 %, car il consiste en une grille d'extrusions parallèles et perpendiculaires. Le remplissage rectangulaire s'imprime également rapidement car la tête d'impression se déplace en ligne droite.
Remplissage hexagonal : Ce type de remplissage présente le rapport résistance/poids le plus élevé de tous les modèles de remplissage, car il est composé d'hexagones de tessellation. Cependant, c'est le type de remplissage le plus long à imprimer, car la tête d'impression doit constamment changer de direction.
Composites à fibres continues
Quel que soit le type de remplissage ou la hauteur de la couche, les pièces utilisant les techniques d'impression FFF ne peuvent atteindre au maximum que la résistance de leur plastique de base. La résistance d'une pièce peut être augmentée bien au-delà de la résistance plastique grâce à un filament de fibre continu en acheminant des brins continus de fibres comme la fibre de carbone, la fibre de verre ou le Kevlar sur la pièce. Les différentes possibilités de placement de la fibre vous permettent d'optimiser l'emplacement de la fibre à l'intérieur de votre pièce en fonction de la façon dont elle sera chargée. Par exemple, , étant donné que le remplissage d'une pièce imprimée en 3D est une structure en échafaudage de faible densité, une fois le remplissage exposé, la résistance de la pièce est compromise. Si votre pièce est vouée à subir une forte usure, vous pouvez utiliser un renfort en fibres continues de Kevlar, qui, même exposé, est très résistant à l'abrasion. Pour en savoir plus sur la sélection, l'application et les réglages des fibres, consultez le document Stratégie de renforcement des fibres.
