Comment imprimer en 3D des pieces mobiles en un seul

Comment imprimer en 3D des pièces mobiles en un seul travail d’impression ?

La première étape pour imprimer des pièces mobiles est de croire qu’une telle chose est possible. Oui! Vous pouvez imprimer en 3D des pièces mobiles en une seule fois.

L’impression 3D d’une pièce multi-composants entièrement assemblée en un seul travail vous permet de voir des composants dynamiques fonctionner dans leurs étapes de prototypage. C’est beaucoup plus simple et efficace que d’imprimer en 3D des pièces plus petites et de les assembler.

Ce faisant, vous pouvez réduire la charge de travail en imprimant en 3D la pièce complète en une seule impression. Et puis lorsque les supports sont emportés, vous disposez d’une partie sans couture, parfaitement dynamique et mobile qui vous attend.

Pour imprimer en 3D des composants mobiles, vous devez comprendre qu’il n’est pas possible d’inclure de petites conceptions, des pièces faibles dans votre conception. Ou bien, ceux-ci peuvent être perdus entre le processus, par exemple, dans une cuve de lavage. Et la clé pour le faire est d’avoir des entrefers entre les composants, puis de commencer par la conception initiale.

Concevoir une charnière comme exemple pour imprimer en 3D des pièces mobiles

charnière d'impression 3D

Nous savons tous que les charnières sont généralement composées de :

  1. Les charnons signifiant la partie creuse de la charnière dans laquelle l’axe est fixé
  2. Les feuilles, c’est-à-dire les parties de la charnière qui s’étendent latéralement à partir des articulations et entrent en contact avec la surface externe, et
  3. La goupille est généralement la tige qui maintient les feuilles ensemble en étant placée à l’intérieur des articulations.

Mais il existe un moyen de concevoir et d’imprimer la charnière en deux composants seulement et dans cet exemple, nous allons vous montrer comment le faire en deux parties.

Et cette méthode peut ensuite être utilisée comme par magie non seulement pour créer n’importe quelle autre conception de charnière, mais aussi presque n’importe quel composant mobile ou dynamique que vous souhaitez concevoir.

Procédure de conception d’une charnière mobile

Cette conception de charnière a été expérimentée dans Solidworks en tant que fichier pièce unique, séparé en deux corps. Il est basé sur le fait que vous utilisez une série de plans de référence répétés, que vous devez découper et extruder les articulations imbriquées.

Assurez-vous ainsi d’ajouter une quantité égale d’espace négatif entre les deux jointures ! Les trous aux extrémités des feuilles ne sont que des espaces réservés car en fin de compte, l’objectif principal de cette conception est le mécanisme de pivot.

Principalement, les entrefers doivent être suffisamment petits pour passer inaperçus, et pourtant ils doivent rester suffisamment grands pour dégager complètement les chemins d’extrusion car l’imprimante dépose des couches.

Et c’est quelque chose qui permet à la pièce finale de conserver son intégrité structurelle tandis que ses composants sont entièrement capables de se déplacer.

Vous devez noter ici que l’épaisseur de couche de la pièce ne désigne pas seulement la hauteur de la couche, mais également la largeur de chaque chemin.

Une règle de conception à laquelle les experts sont restés fidèles consiste à définir les entrefers lors de la conception, puis à imprimer en 3D les pièces mobiles consiste à au moins doubler l’épaisseur de la couche de votre choix.

Par exemple, si vous imprimez en 3D la charnière illustrée ci-dessus avec une épaisseur de 0,007″, vous devez vous assurer que vos entrefers sont d’au moins 0,014″.

De cette façon, presque toutes les chances que les chemins extrudés se croisent et se fondent pendant le processus d’impression 3D sont éliminées. Le même principe est également applicable pour toutes les hauteurs de couche.

Sans oublier que vous pouvez bien sûr entrer dans les propriétés de rétention des thermoplastiques liquides et affirmer que les entrefers peuvent changer en fonction du matériau que vous utilisez, c’est-à-dire Nylon12 ou ABS-M30, mais l’option la plus sûre qui fonctionne avec presque tous les matériaux est le celui qui vient de vous être décrit.

Concevoir une charnière sans goupille

Concevoir une charnière sans goupille

Comme mentionné ci-dessus, la charnière peut être conçue en utilisant seulement deux pièces mobiles, pour ce faire, vous devez suivre l’ensemble de procédures suivant.

Mais surtout, veuillez noter que le modèle est destiné à démontrer certains principes uniques en ce qui concerne l’assemblage complet et les travaux d’impression multi-composants.

Pour imprimer une charnière sans goupille au centre, vous devez lier les articulations avec un entrefer de 0,3 mm (ou 0,012″).

Certains blogueurs dignes de confiance en matière d’impression 3D recommandent même d’imprimer la charnière en couches de 0,005″, de sorte que vos entrefers soient légèrement plus grands que ce qu’ils doivent être, et cela fonctionne également parfaitement.

Si vous réduisez les écarts inférieurs à 0,010″, il y aurait de fortes chances que les chemins finissent par fondre sur eux-mêmes pendant le processus d’impression 3D, rendant ainsi la charnière immobile après le nettoyage.

Étapes pour le post-traitement des pièces mobiles imprimées en un seul travail

L’un des inconvénients majeurs de la méthode d’impression/prototypage 3D est que vous devrez utiliser plus de matériel de support pour vous assurer que ces pièces sont correctement imprimées.

Et pendant le processus d’impression 3D, l’espace négatif ou pour ainsi dire les entrefers sont remplis de matériau de support. Ensuite, le matériau de support est dissous dans un bain de lavage.

Ainsi, en ce qui concerne la dissolution des structures de support, les temps de bain de lavage augmentent légèrement pour les impressions comme celles dont nous parlons, à savoir les charnières.

Il faut un peu plus de temps pour que la solution atteigne le matériau de support interne enfoui dans la pièce imprimée en 3D. Mais une fois que la pièce est entièrement lavée, vous pouvez essayer doucement de déplacer les pièces d’avant en arrière pour les séparer.

Faites attention, si vous appliquez trop de force, les pièces pourraient se casser. Vous devez vous assurer que le matériau du modèle que vous utilisez est compatible avec le matériau de support soluble.

Les supports de votre pièce mobile imprimée en 3D doivent être dissous pour permettre à vos pièces de bouger librement une fois qu’elles ont été complètement durcies.

Autres points à garder à l’esprit

Autres points à garder à l'esprit

Si vous concevez des pièces qui vont être utilisées pour déplacer des composants déjà imprimés en 3D qui sont entièrement assemblés hors de l’imprimante, ce sera une bonne idée si vous choisissez d’utiliser la plus petite épaisseur de couche que votre imprimante 3D est. capable d’extruder.

Ainsi, par exemple, si votre imprimante 3D est capable de donner une épaisseur de couche de 0,005″ choisissez-la ! Ceci est recommandé car des couches plus fines donnent à la pièce une finition plus lisse, ce qui signifie qu’il y aura moins de friction entre les composants lorsqu’ils se déplacent.

Une autre chose importante à noter est que le matériau de support que votre imprimante 3D utilisera, assurez-vous qu’il est soluble dans l’eau car ces types d’impressions ne fonctionneront pas sur les imprimantes grand public standard, car les consommateurs standard ne sont capables d’extruder que le matériau du modèle.

De l’avis de certains experts, l’impression 3D n’est certainement pas prête pour les productions de masse grand public pour imprimer des pièces mobiles en 3D en raison des jeux relativement importants requis entre les pièces mobiles.

Cela n’est même pas possible avec les imprimantes 3D haut de gamme telles que l’Objet proposée par Stratasys. Il ne suffit tout simplement pas de fournir des pièces mobiles précises, et cela est prouvé dans de nombreux cas, y compris le test d’impression du 28-Geared Cube.

Il y a une grande quantité de jeu dans les engrenages car les dents des engrenages qui doivent être imprimées pour qu’elles soient à 0,5 mm des dents voisines.

À cela s’ajoute le frottement au sein des matériaux d’impression 3D actuels qui est généralement assez élevé et devrait donc être fortement lubrifié à l’aide d’un type de lubrifiant, tel que le lubrifiant PTFE.

Faire tout cela à nouveau rend l’impression 3D assez difficile pour le moment pour imprimer en 3D des pièces mobiles prêtes à l’emploi. De plus, les étapes de post-production sont toujours nécessaires pour préparer le consommateur.

Un autre problème qui se cache est le manque d’impression 3D pratiquée avec précision avec les métaux car ils manquent de faible jeu entre les pièces mobiles, ce qui rend extrêmement difficile la production d’assemblages mécaniques en métal. Mais le métal peut par ailleurs être très utile dans de nombreux assemblages mécaniques de précision.

La conclusion

Il existe ce problème que l’impression 3D est encore très chère lorsqu’il s’agit d’imprimer en 3D une certaine géométrie. Il est également très lent, ce qui peut limiter son utilisation comme technique de production de masse.

Bien que certains puissent dire qu’il s’agit d’une approche très négative de l’utilisation de l’impression 3D ! Et que l’impression 3D est une technique de fabrication viable pour la production en série de pièces mécaniques prêtes à l’emploi.

Les experts dans le domaine croient vraiment qu’avec la vitesse à laquelle l’impression 3D progresse en ce moment, ces problèmes ne seront bientôt plus des problèmes. Ainsi, pour imprimer en 3D des pièces mobiles, nous aurons bientôt une option qui ne devra pas subir de tels problèmes.

Mais ce développement prendra encore du temps. À l’heure actuelle, l’impression 3D en est encore à ses balbutiements dans certains domaines en particulier, comme lorsqu’il s’agit d’imprimer en 3D des pièces mobiles.

Mais ce qui vaut la peine d’être vu, c’est qu’il surmonte les obstacles qui se dressent sur son chemin et nous garantit lentement la capacité de concevoir presque tout ce que nous imaginons. Et c’est la façon d’aller de l’avant.