Bases de la modélisation 3D pour l'impression 3D

Le modèle 3D qui sera ensuite imprimé sur une imprimante 3D est différent du modèle 3D conçu pour la coulée ou le fraisage. Cela est dû aux caractéristiques techniques de l'imprimante 3D, dont vous devez soit tirer le maximum d'avantages, soit vous adapter aux imperfections d'impression.

Parmi les réserves, je note que ces recommandations concernent principalement la méthode d'impression 3D FDM (FFF), dans laquelle la tige en plastique est chauffée par une extrudeuse mobile, formant la pièce couche par couche.

Le développement d'un modèle 3D commence par la création d'un croquis. Cela peut être un dessin sur papier, un prototype de matériau, une image mentale, etc. Ce qui est important de faire attention lors de la création d'une telle esquisse et du modèle lui-même, nous analyserons en détail.

Force de la pièce

Ici et plus loin dans le texte, plusieurs sous-éléments doivent être pris en compte simultanément, gardés à l'esprit dès le début.

1. N'oubliez pas la superposition ou l'anisotropie du matériau: la division d'une pièce en couches est beaucoup plus facile qu'à travers. Ceci doit être pris en compte à l'avance en décidant de l'emplacement du modèle 3D sur la table de l'imprimante 3D.
   
   
2. Ajoutez des filets. La jambe du tabouret et le comptoir à la jonction doivent avoir un coin arrondi. De plus, plus le rayon du filet est grand, plus la jambe sera solide sur le plan de travail. De même pour différentes parties du corps. Vous modélisez une boîte? Nous arrondissons tous les angles droits. Peu importe dans quel avion ils se trouvent. Même là où un angle droit est nécessaire, nous faisons un rayon de 0,5 mm. L'imprimante passera plus facilement une telle section qu'une section non arrondie, il n'y aura aucun impact d'un arrêt soudain de l'extrudeuse, la pièce ne se balancera pas et d'autres avantages.
   
   
3. Épaisseur de paroi et remplissage. La résistance maximale à 100% de couverture est un fait, mais si vous avez besoin d'alléger une pièce ou d'économiser du plastique, vous pouvez augmenter l'épaisseur de la paroi des paramètres d'impression, avec le remplissage beaucoup plus bas. Cela fonctionne avec les pièces qui ont des trous pour les attaches. Lors de la création du code machine pour une imprimante, absolument toutes les parois externes sont épaisses, de sorte que les attaches seront entourées d'une couche de plastique épaisse fiable de votre pièce.
   
   
4. Support. Cet élément affecte la résistance du fait que les couches à base de support ne sont pas toujours idéales en structure. Cela peut être résolu en augmentant l'épaisseur de la paroi, le remplissage, mais il est préférable de ne pas faire de support du tout. Le support est ajouté par la trancheuse, selon l'angle entre le mur de la pièce et le plan de la table. Souvent, la valeur par défaut est 60 degrés, parfois 45. Cette option est sélectionnée expérimentalement pour chaque imprimante 3D. Vous pouvez le vérifier à l'aide de pièces d'essai spéciales. Par exemple, https://www.thingiverse.com/thing:2806295 - n'oubliez pas de désactiver la prise en charge pour vérifier la qualité réelle de l'impression 3D en son absence. Par exemple, vous devez imprimer un connecteur en forme de T pour les tubes. Les produits moulés font une forme en T. L'impression 3D rend le produit en L ou même en forme de.. Dans le second cas, vous pouvez même éviter le support, et la pièce sera plus solide grâce aux couches situées à un angle de 45 degrés par rapport aux tubes. Nous, dans l'atelier, installons des trancheuses pour chaque machine et interrogons le client sur les exigences de résistance et, en fonction de cela, choisissons une imprimante 3D pour l'impression.
   
   

Contraintes géométriques

1. L'épaisseur de la paroi est limitée par le bas par la taille de la buse de l'imprimante 3D. Son diamètre est constant et dans la grande majorité des cas est de 0,4 mm. Épaisseur plus petite - impression 3D longue pour la plupart des pièces. La buse est plus grande - les liaisons entre les couches sont moins fortes, les marches entre les couches sont plus visibles. En général, l'épaisseur de la paroi doit être un multiple de 0,4 mm, puis l'imprimante 3D peut effectuer avec précision la paroi en deux passes (0,8 mm), en 3 passes (1,2 mm), etc. D'autres épaisseurs feront en sorte que l'imprimante 3D laisse un espace ou un débordement, ce qui affecte négativement la résistance et l'apparence de la pièce imprimée.
   
   
2. Impression 3D de cylindres et aiguilles fins. Pour l'impression 3D de ces produits, des paramètres d'imprimante 3D spéciaux sont nécessaires: faible vitesse d'impression 3D, laissez le temps au refroidissement, sinon cette structure se pliera. Les éléments minces debout verticalement sont mieux évités par tous les moyens. Même s'ils sont imprimés, ils seront très fragiles. Il est logique de les laisser uniquement à des fins décoratives, mais vous devez être prêt à ce que leur qualité soit pire que celle des autres éléments de la pièce 3D.
   
   
3. Impression 3D de trous. Je note que si le trou est droit et traversant, il peut être percé, s'il est incurvé et nécessite un support, il peut s'avérer impossible d'obtenir un support.
   
4. Lors de la modélisation 3D, il est important de prendre en compte les dimensions de l'imprimante 3D. Nous utilisons des imprimantes 3D pratiques, une table 250x250 mm, une diagonale de 353 mm. C'est là que vous devez saisir les dimensions, si possible. Sinon, vous devez commander une imprimante 3D industrielle avec une grande zone d'impression ou utiliser du collage, mais l'assemblage est préférable, car le processus d'assemblage sera contrôlé par le développeur et non par l'assistant d'impression 3D.
   
   
5. Un encombrement important peut faire décoller les bords de la table. Nous utilisons de la colle spéciale, mais cela n'aide pas toujours. Nous sommes périodiquement approchés avec des plaintes de collègues de l'atelier selon lesquelles pour eux des défauts "mineurs" comme un bord incurvé ne sont pas une raison pour redémarrer l'impression 3D, retirez-le. Mais l'ingénieur, qui modélise la pièce en 3D, peut en tenir compte dans son travail et réaliser soit des assemblages, soit des pièces 3D plates à parois minces qui "n'ont pas assez de force" pour comprimer le contour extérieur et relever, par conséquent, le bord.
   
   
6. Les "tours" hautes et minces peuvent être mal obtenues en raison des vibrations qui se produisent lorsque l'imprimante 3D travaille plus près du haut, des décalages de couche sont également possibles.
   
   

Stabilité de taille, précision

1. L'impression 3D précise est un oiseau rare. Je ne veux pas parler ici de langage technique, mais la probabilité qu’une structure composite complexe s’assemble la première fois est très faible. Ici, il est plutôt nécessaire de prendre en compte le fait que vous pouvez ensuite modifier mécaniquement les détails.
   
   
2. Les trous pour les attaches sont mieux faits avec une marge de 0,5 mm de diamètre. Cela ne réduira pas la résistance, les attaches ne pendront pas non plus en raison des forces de serrage, mais si elles sont faites sans marge, vous devrez certainement les percer. Réduire la taille d'un grand arbre,> 10 mm avec du papier de verre, est beaucoup plus facile que d'usiner un trou pour lequel un énorme foret est nécessaire qui coupe des parois en plastique et casse une pièce, ou y reste coincé. Il est également important de considérer que pendant le forage, le plastique fond et le foret peut y fondre de sorte qu'il est impossible de l'enlever. Il y a eu des cas.
   
3. Le retrait n'est pas toujours compensé, plus précisément, il est très difficile à rattraper, il est inégal dans différentes directions, il est donc extrêmement difficile à prendre en compte. Il est plus facile d'imprimer une version d'essai, puis de faire des ajustements.
   

Si l'apparence est importante

1. Réfléchissez à la façon dont l'assistant orientera la pièce sur le bureau de l'imprimante 3D. L'impression 3D se déroule en couches, ce qui se manifeste clairement lors de l'impression de surfaces espacées de la table horizontale sous un petit angle. Le dépouillement prendra un temps long et douloureux, car il faut couper cette «échelle» dans les creux les plus profonds des «marches». Il est préférable de placer ces surfaces horizontalement, par exemple, de les poser sur une table ou d'augmenter l'angle. Dans certains cas, même en ajoutant un support gâchant le mauvais côté, vous économisez du temps et des efforts sur le post-traitement.
   
   
2. Support. Premièrement, la surface qu'elle supporte a beaucoup plus de défauts que sans elle. Deuxièmement, un support mince et élevé - faible, fragile, ce qui conduit au fait que la pièce de support peut présenter de graves défauts, voire ne pas fonctionner du tout.
   
   
3. Amélioration de la qualité de la première couche. Besoin d'ajouter un chanfrein. Même lorsqu'un angle aigu n'est pas nécessaire, je recommande d'ajouter un chanfrein de 0,5 mm. Il ne sera pas clairement visible, mais le bord sera net.
   

Ce que vous devez savoir pour ne pas vous tromper lors de votre commande d'impression 3D

Si l'apparence est importante

1. L'emplacement de la pièce sur la table. N'oubliez pas l'anisotropie.
   
2. Épaisseur de paroi et remplissage. Ce que vous pouvez rencontrer: remplissage - 20% des cellules, qui sont soit visibles à travers une paroi externe mince, soit le remplissage entraîne légèrement la paroi externe pendant le retrait, mais il est visuellement facile de déterminer qu'il y a un support à l'intérieur. Tout d'abord, une augmentation de l'épaisseur de la paroi extérieure ou une augmentation de la densité de remplissage aide ici. Tenez compte de cela lors de la commande.
   
   

Post-traitement

L'élimination de la graduation est réalisée par une méthode mécanique et chimique. Il est possible d'utiliser du mastic. Peinture acrylique disponible. Si la pièce a une structure de couleur complexe, nous utilisons une imprimante ProJet 4500 qui fonctionne en utilisant une technologie différente. Il colle des particules de poudre avec de la colle d'encre colorée. Ça se passe plutôt bien.

Moral

En conclusion, je voudrais noter que ces recommandations et l'expérience acquise nous permettront de produire des pièces en utilisant la méthode d'impression 3D, qui dans leurs propriétés ne sera pas inférieure à celles moulées, ce qui nous permet d'économiser des fonds importants avec une imprimante configurée et de petits volumes de production. D'après ma propre expérience, je note que jouer avec l'imprimante, la déboguer, connaître «toutes les fissures» est un sujet distinct, dont je vous parlerai plus tard. En conclusion, je voudrais demander au lecteur d'exprimer une opinion dans l'enquête.