Bonnes pratiques générales pour la conception en impression 3D

Chaque procédé d’impression 3D présente ses propres exigences, atouts et limites de conception, selon la manière dont la pièce est fabriquée. Notre guide couvre les paramètres spécifiques au MJF, au SLS, au FDM, au SLA, au PJ, au Carbon DLS, au DMLS et au MBJ, avec des analyses plus approfondies de chaque procédé et de chaque caractéristique de pièce dans les sections suivantes. Certaines bonnes pratiques générales s’appliquent toutefois à l’ensemble des procédés d’impression 3D ; c’est ce que nous souhaitons présenter dans cette section. En respectant ces bonnes pratiques, vous pouvez considérablement améliorer la qualité, l’efficacité et la durabilité de vos pièces imprimées.

Tenir compte de l’épaisseur de paroi minimale

L’épaisseur de paroi minimale correspond à la plus petite dimension qu’une structure peut avoir tout en conservant la résistance et la fonctionnalité prévues. Voici les exigences d’épaisseur de paroi pour différents types d’éléments, afin de garantir l’intégrité structurelle :

• Structures auto-portantes (par ex. formes en X, T, O ou C) : 1,00 mm (0,039″).
• Éléments non supportés ou porteurs (par ex. broches, languettes ou formes similaires) : 1,50 mm (0,059″).

Concevoir avec une épaisseur de paroi uniforme

Les pièces imprimées en 3D partagent de nombreuses considérations de conception avec le moulage par injection, notamment l’importance d’une épaisseur de paroi uniforme. Le maintien d’une épaisseur de paroi uniforme permet de réduire les écarts thermiques entre les zones d’épaisseur variable, qui peuvent entraîner un refroidissement inégal, une déformation ou des imprécisions dimensionnelles. Pour renforcer une pièce sans en augmenter l’épaisseur globale, envisagez d’ajouter des nervures, de concevoir la pièce creuse ou d’intégrer des structures en treillis.

Ajout de nervures pour renforcer les pièces plutôt que de modifier l’épaisseur de paroi

Conception d’une pièce creuse pour renforcer sa résistance plutôt que d’augmenter son épaisseur.

Le dépôt de fil fondu (FDM) fait exception à cette règle : les motifs de remplissage peuvent être ajustés pour créer des sections transversales clairsemées, de type treillis, offrant des bénéfices structurels similaires.

Prévoir un jeu entre les éléments mobiles

L’espace entre les éléments d’un assemblage imprimé en une seule fois est essentiel pour éviter que les composants ne fusionnent pendant l’impression et pour garantir un mouvement ou une séparation fluide entre eux.

Pour préserver la fonctionnalité, un jeu minimal de 0,70 mm (0,028″) doit être prévu.

Supprimer les cavités fermées

La plupart des procédés d’impression 3D commerciaux présentent du matériau ou des structures de support piégés dans des cavités fermées. Un accès en ligne de vue est nécessaire pour nettoyer ou évacuer ces zones. Ces zones d’accès sont souvent appelées « trous d’évacuation », car elles permettent au matériau de s’échapper pendant le post-traitement.

Toute cavité d’une profondeur supérieure à 50,80 mm (2″) et ne disposant que d’un seul point d’accès, comme un bossage, peut nécessiter plusieurs trous d’évacuation pour le nettoyage. Nous recommandons de prévoir des trous d’évacuation d’au moins 5 mm (0,196″) de diamètre.

Prévoir des congés partout

Les congés, ou arrondis internes et externes, sont préférés dans tous les procédés d’impression 3D afin d’atténuer les transitions entre les éléments et de réduire les points de concentration de contraintes. Des congés généreux peuvent améliorer les performances en usage final d’une pièce imprimée.

Faire attention aux porte-à-faux

L’impression 3D offre une grande liberté de conception, mais des éléments comme les porte-à-faux et les « têtes de sucette » (lollipop heads) ont tendance à être plus fragiles que le reste de la pièce. Une attention particulière est requise lors de la conception de ces éléments, en particulier lorsqu’ils sont essentiels à la fonctionnalité de la pièce.

Dans certains cas, il est conseillé de rendre ces éléments remplaçables ou d’utiliser des broches du commerce, notamment pour les pièces volumineuses où ils risquent d’être écrasés ou endommagés par le poids de la pièce.