Dans le monde de la fabrication additive, chaque décision de conception et de configuration a un impact direct sur le résultat final de la pièce.
Parmi les facteurs critiques, l’orientation des pièces dans le processus d’impression 3D est l’un des déterminants les plus importants de la qualité de la surface et des propriétés mécaniques du produit. Comprendre ses implications est essentiel pour les ingénieurs, les concepteurs et les techniciens qui cherchent à optimiser leurs résultats.
Dans cet article, nous explorons comment l’orientation d’une pièce pendant l’impression 3D peut influencer des aspects clés tels que la qualité de la surface, la résistance structurelle, l’utilisation des matériaux et le temps de production. Grâce à un éclairage technique et appliqué, nous mettons en évidence les principaux critères permettant de prendre les bonnes décisions dans les processus de fabrication additive.
Que signifie orienter une pièce en impression 3D ?
Orienter une pièce en impression 3D consiste à définir son positionnement sur le lit d’impression. Selon la technologie utilisée (FDM, SLA, SLS, etc.), cette orientation aura une incidence directe sur les éléments suivants :
- Le besoin de soutien
- Temps d’impression
- La direction des couches
- La qualité des détails et des finitions
- La résistance mécanique de la pièce
Les surfaces orientées vers le haut ou le côté ont tendance à présenter de meilleures finitions que les surfaces orientées vers le bas, en particulier dans les technologies telles que FDM ou SLA. Les couches horizontales s’accumulent plus uniformément, tandis que les zones en porte-à-faux ou inclinées nécessitent des supports qui peuvent laisser des traces après leur retrait.
Une technique permettant d’améliorer la qualité de la surface consiste à incliner les surfaces planes de la pièce à un angle de 10 à 15 degrés, ce qui permet de minimiser les marques et les lignes de revêtement visibles.
Par conséquent, pour les parties esthétiquement visibles, il est recommandé d’orienter la surface principale vers le haut ou la verticale si l’on souhaite obtenir une finition propre et homogène.
Propriétés mécaniques dans l’impression 3D
Dans l’impression 3D, le sens des couches influe sur la résistance de la structure. Les pièces sont généralement plus solides dans le plan des couches (XY) et plus faibles dans l’axe vertical (Z), où les couches peuvent être détachées avec moins d’effort.
Pour optimiser la résistance mécanique des pièces imprimées en 3D, il est conseillé d’aligner l’orientation de la pièce sur les forces qui agiront sur elle en utilisation réelle, en tirant pleinement parti de l’orientation des couches.
Par conséquent, si une pièce doit être soumise à des contraintes ou à des charges, il est important d’aligner l’orientation de manière à ce que les forces soient réparties le long des couches et non entre elles.
Utilisation des médias et consommation de matériaux dans les imprimantes 3D industrielles
Une orientation incorrecte peut augmenter de manière significative l’utilisation du support, ce qui augmente le temps d’impression, le gaspillage du support et la possibilité de défauts lors de l’enlèvement.
Pour réduire le nombre de supports, il est conseillé d’orienter les pièces de manière à ce que les surfaces qui en ont besoin se trouvent à la base et que les surplombs supérieurs à 45° soient minimisés, ce qui permet une impression plus propre et plus efficace.
L’optimisation de l’orientation peut réduire le nombre de structures de support nécessaires, en particulier dans l’impression FDM, où les cantilevers supérieurs à 45° ont tendance à s’effondrer s’ils ne sont pas soutenus.
Temps de fabrication et efficacité du prototypage rapide
Le temps d’impression est également influencé par l’orientation. Les pièces imprimées « couchées » nécessitent généralement moins de couches que si elles sont imprimées verticalement, ce qui accélère le processus.
Une bonne pratique pour réduire le temps de fabrication consiste à réduire la hauteur totale de la pièce dans l’axe Z, ce qui réduit le nombre de couches et donc le temps d’impression.
Dans le domaine du prototypage rapide, où le temps est compté, des conseils efficaces peuvent faire la différence entre le respect ou le dépassement d’un délai.
En résumé, nous pouvons dire que l’orientation de la pièce imprimée en 3D n’est pas un détail mineur : elle a un impact sur la résistance, l’esthétique, le coût et le temps de fabrication. Pour choisir la meilleure orientation, il faut équilibrer tous ces facteurs en fonction de l’utilisation prévue de la pièce.
Chez Proto&Go! nous sommes spécialisés dans la technologie d’impression 3D Multi Jet Fusion (MJF) de HP, conçue pour des applications industrielles. Cette technique nous permet de fabriquer des pièces dans différents matériaux pour l’impression 3D, comme le Polyamide PA12, un matériau rigide et résistant, ou le TPA, un matériau robuste et flexible.
N’attendez plus et demandez votre devis sur notre site web!
