Jeffrey Cross
Jeffrey Cross

Conseils de conception à suivre et erreurs à éviter lors de l'impression 3D sur du métal

Bien que largement adoptée par les secteurs de l’automobile, de l’aérospatiale et du médical, l’impression 3D sur métal n’a pas encore atteint un large public, composé de fabricants, de concepteurs de produits et d’ingénieurs. Cependant, il commence à trouver sa place dans des marchés de niche plus petits, tels que la fabrication de bijoux. Il ne vous faudra peut-être pas beaucoup de temps avant de penser à une pièce imprimée 3D en métal pour votre prochain projet unique, mais il est important de noter que la conception pour l'impression 3D en métal peut être délicate.

Les connaissances en matière de plastique d'impression 3D ne se traduisent pas parfaitement en métal d'impression 3D. Une pièce conçue pour l'usinage CNC ou un autre processus de fabrication soustractive ne peut pas simplement être imprimée sur du métal. Pour créer une pièce métallique avec l'impression 3D, celle-ci doit être spécialement conçue pour le processus d'impression 3D des métaux. Cela semble évident, mais vous seriez surpris. Si vous souhaitez concevoir une pièce métallique destinée à être imprimée en 3D, vous devez éviter certains pièges courants.

Différentes règles s'appliquent aux différentes poudres métalliques utilisées, mais le respect de ces règles assurera une conception sûre:

Attention à l'écart

Lorsqu'un espace ou un trou est conçu trop petit, vous courez le risque que les côtés fusionnent et remplissent l'espace. Les espacements et les trous minimaux dépendent de l’imprimante utilisée, du métal utilisé pour l’impression et de la géométrie de la pièce. Cependant, 0,5 mm est un minimum sécuritaire à respecter. Des trous de plus de 10 mm nécessiteront l'ajout de supports pour assurer l'intégrité structurelle.

Méfiez-vous des murs minces

0,5 mm est l’épaisseur la plus fine que vous souhaitez pour votre mur en un point unique pour l’impression 3D sur métal. Si vous êtes plus mince que cela, vous risqueriez de voir le mur s’effondrer sous son propre poids. Pour l'impression 3D en plastique, l'épaisseur minimale de la paroi est d'environ 1 mm.

Accroché là

Les surplombs d'une pièce ne doivent pas dépasser 0,5 mm. De même, les structures orientées vers le bas doivent être conçues de telle sorte qu’elles soient à plus de 45 degrés de l’horizontale (on parle de chanfrein) avec une forme concave ou convexe, de sorte que la pièce puisse se supporter. Il est possible de dépasser ces règles de conception. Cependant, des structures de soutien devront être ajoutées pour le faire.

Parfois, vous avez besoin d'un peu de soutien

Afin de maintenir une pièce sur une plaque de substrat, des supports sont nécessaires. Ils sont également essentiels pour la dissipation de chaleur. Pour traiter la plupart des métaux, les zones situées à moins de 45 degrés de l'horizontale ont besoin de supports supplémentaires. Cette règle empirique ne s'applique toutefois pas à tous les métaux. Par exemple, Ti64 (un alliage titane alpha-bêta) permettra de concevoir des pièces avec des parois inclinées à 30 degrés, sans nécessiter de support.

Photo de Star Rapid

Connaître la bonne direction

L’orientation des pièces doit être prise en compte avant l’impression. L'impression 3D crée des pièces ayant différentes propriétés mécaniques dans différentes directions de construction.Les pièces ont une résistance à la traction plus élevée dans les directions X et Y, par rapport aux directions Z. Ceci est important à considérer pour toute partie qui subira une pression ou un stress lors de son utilisation finale. Cela peut faire la différence entre une pièce fonctionnant comme prévu ou une fissure sous pression.

A-t-il besoin d'être jolie?

Il y a aussi un élément esthétique dans l'orientation des pièces. Lorsqu'une pièce est imprimée en 3D, les surfaces orientées vers le bas auront une finition de surface plus rugueuse que les surfaces faisant face au dessus. Pour les conceptions complexes, l'orientation des pièces doit être optimisée afin que les supports puissent être supprimés. C’est particulièrement vrai pour ceux qui influencent la fonction de la pièce. Contrairement au plastique d'impression 3D, où les supports peuvent parfois être simplement détachés à la main, l'impression 3D sur métal nécessite un post-usinage pour supprimer les supports. Les supports en contact avec la pièce seront visibles, sauf si un usinage supplémentaire est effectué sur la pièce pour uniformiser la surface.

Fais tes devoirs

Une étape importante à prendre pour garantir la qualité du projet consiste à rechercher la machine sur laquelle la pièce va être construite et le matériau utilisé. Bien que les règles générales aident à éviter les pièges courants, chaque machine et poudre métallique a ses propres subtilités qu'il convient de prendre en compte. Être armé de cette connaissance pourrait porter ses fruits.

Utiliser des ressources gratuites

Concevoir pour l’impression 3D sur métal peut être difficile. Il y a beaucoup d'idées fausses lorsqu'il s'agit de concevoir ce processus. L'industrie a commencé à reconnaître cela et, en conséquence, les fabricants ont commencé à prendre l'initiative de sensibiliser le marché à l'aide de vidéos, d'instructions pas à pas et d'autres ressources. Une recherche rapide sur Google produira probablement une bonne quantité de conceptions gratuites pour la connaissance de la fabrication additive. Vous pouvez trouver nos tutoriels de Star Rapid sur notre chaîne YouTube.

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