Comment obtenir des impressions 3D FDM plus solides

8 janvier 2020

Il y a beaucoup de vidéos d’impression 3D sur Youtube. Certains youtubeurs prennent leurs recherches très au sérieux et mènent donc des expériences assez rigoureuses sur le plan scientifique. Ils ont créé d’innombrables heures de vidéos consacrées au test de différents paramètres d’impression pour déterminer comment obtenir les pièces les plus solides. Oh, vous n’avez pas d’innombrables heures à passer à trier et à regarder des dizaines de vidéos sur Youtube ? Ne vous inquiétez pas mon ami pressé, nous l’avons fait pour vous.

Paramètres de tranche pour la force

Remarque : tous ces paramètres sont basés sur un diamètre de buse de 0,4 mm ; les hauteurs et largeurs de couche idéales sont des rapports de diamètre de buse, vous devrez donc ajuster vos nombres en fonction de la taille de votre buse.

Paramètres de base

Dans cette vidéo de Maker’s Muse, les bases pour obtenir des impressions plus fortes sont couvertes. Plusieurs paramètres de tranche peuvent être modifiés pour la résistance, notamment le pourcentage de remplissage, l’épaisseur de la surface, la hauteur de couche et la largeur d’extrusion. Mais un paramètre qui est souvent négligé est chevauchement de remplissage, qui affecte la qualité de la liaison des périmètres au remplissage ; généralement, seule une petite augmentation est nécessaire. Ce sont toutes d’excellentes recommandations, mais elles ne sont pas testées, alors jetons un coup d’œil à quelques expériences.

Désactiver ou réduire le refroidissement

Tous les matériaux ne peuvent pas être imprimés avec refroidissement, mais c’est une fonctionnalité très utile pour ceux qui le peuvent, comme le PLA. Le refroidissement est excellent pour augmenter la qualité de surface, en particulier pour les pièces avec des porte-à-faux, mais il s’avère que cela nuit à la résistance des pièces. Une bonne adhérence des couches nécessite que la couche d’impression et la couche précédente fondent complètement ensemble, ce qui est plus difficile à réaliser lorsque chaque couche est activement refroidie. Si la géométrie d’une pièce permet un refroidissement nul, éteignez le ventilateur pour atteindre le meilleur niveau d’adhérence entre les couches. Si un refroidissement est nécessaire, réglez-le sur la puissance la plus faible possible pour obtenir la qualité de surface souhaitée. La vidéo ci-dessous de CNC Kitchen contient des tests de résistance PLA et PETG lorsque le refroidissement est diminué.

Augmenter la largeur d’extrusion

Une largeur d’extrusion plus élevée augmente la résistance jusqu’à 150 % – 200 % du diamètre de la buse. Le réglage de ce paramètre augmente le débit pour atteindre la largeur souhaitée, ce qui se traduit par deux choses :

1. Plus de matériel déposé par passage.
2. Plus de pression d’extrusion vers le bas pour aider la couche d’impression à se lier à la couche précédente.

Comme l’indique la vidéo ci-dessous de CNC Kitchen, l’augmentation de la largeur d’extrusion rend les pièces plus solides tout en utilisant moins de matériau et en prenant moins de temps à imprimer. Cela fait trois mises à niveau avec un seul réglage de paramètre.

Utiliser un remplissage rectiligne et augmenter le nombre de périmètres

Pour les pièces imprimées avec moins de 50 % de remplissage, le motif en nid d’abeille est un peu plus résistant que la plupart des autres motifs. Cependant, lors de l’impression de pièces plus denses avec plus de 50 % de remplissage, les motifs rectilignes obtiennent plus de résistance tout en prenant beaucoup moins de temps à imprimer que les motifs en nid d’abeille.

J’aime ce tableau car il règle un débat de longue date parmi les passionnés d’impression 3D : qu’est-ce qui a le plus d’impact sur la résistance des pièces, la densité de remplissage ou le nombre de périmètres ?

CNC Kitchen a imprimé et testé des dizaines de crochets pour créer ce tableau, mais la réponse est claire : les périmètres. L’augmentation du nombre de périmètres a un impact plus important sur la résistance que l’augmentation de la densité de remplissage. En effet, les pièces subiront toujours plus de contraintes à l’extérieur qu’à l’intérieur, ce qui rend les parois plus épaisses plus utiles qu’une densité interne plus élevée. L’impression avec un remplissage à 100 % atteindra toujours la résistance absolue la plus élevée, mais l’obtention de la résistance spécifique la plus élevée, qui est un rapport résistance/poids, nécessite de réduire le remplissage et d’utiliser plus de périmètres.

Utiliser des couches plus fines

Des couches plus minces entraînent une meilleure adhérence des couches et des parties plus denses (probablement) car la forme plus ronde des couches plus épaisses présente plus d’espaces là où les couches adjacentes se rencontrent. Il est également possible que la chaleur de la buse étant plus proche de la couche précédente aide les couches à mieux se lier entre elles. Dans tous les cas, descendre jusqu’à 0,1 mm (100 microns) maximisera la résistance, bien que la baisse de résistance associée au passage à 0,2 mm (200 microns) soit minime, il est donc intéressant de réduire le temps d’impression de 25 %. Rappelons que la première vidéo recommandait d’utiliser des couches plus épaisses pour plus de solidité, alors pourquoi ce désaccord ? Eh bien, la première vidéo n’a effectué aucun test, il est donc important de le noter, mais le désaccord concerne l’apport d’autres modifications de tranchage lors de l’augmentation de la hauteur de la couche, comme l’augmentation de la température d’impression et le multiplicateur d’extrusion pour s’adapter à ce flux de plastique plus épais qui est en train d’être déposé. En bref, certains pensent que les impressions à couche plus épaisse de CNC Kitchen étaient sous-extrudées et que c’est pourquoi elles sont plus faibles. Savoir si cela est vrai ou non nécessitera plus de tests.

résumer

Pour améliorer la résistance des impressions 3D FDM : réduisez le refroidissement, augmentez la largeur d’extrusion, utilisez un remplissage rectiligne, augmentez le nombre de périmètres et utilisez des couches plus minces. En mettant en œuvre ces trucs et astuces, vous serez sur la bonne voie pour des impressions 3D beaucoup plus solides. N’oubliez pas de dire un « merci » silencieux aux Youtubers qui ont versé leur sang, leur sueur et leurs larmes dans ces expériences à notre profit.

Image en vedette avec l’aimable autorisation de CNC Kitchen.