Supports d'impression 3D

L'impression 3D est une technologie révolutionnaire qui bouleverse le monde de la fabrication additive. Cela s'explique en partie par sa capacité à créer des pièces et des produits présentant des motifs géométriques et des dessins très complexes. Cependant, il n'est pas toujours facile d'atteindre cette complexité avec l'impression 3D. En fait, il est souvent nécessaire d'ajouter des supports d'impression 3D à la conception de la pièce pour que l'impression se déroule comme vous l'aviez prévu et qu'elle n'échoue pas au cours du processus d'impression 3D.

Lorsqu'il s'agit de planifier l'intégration de supports d'impression 3D dans votre prochain projet d'impression, les concepteurs de pièces se posent souvent des questions. Dans ce guide des supports d'impression 3D, nous répondons à certaines des questions les plus courantes, telles que : quand utiliser des supports d'impression 3D, quels sont les différents types de supports disponibles, comment retirer les supports après l'impression, et bien plus encore !

Déterminer quand utiliser des supports d'impression 3D dépend largement du type spécifique de technologie d'impression 3D que vous utilisez. Par exemple, les imprimantes 3D de type FDM (Fused Deposition Modeling) extrudent le filament couche par couche. Par conséquent, si votre modèle d'impression présente un surplomb qui n'a pas de support inhérent en dessous, votre impression 3D ne sera pas réalisée correctement. Dans ce cas, les supports d'impression 3D sont extrêmement utiles pour les concepteurs de pièces. Parmi les autres exemples, citons l'impression 3D par frittage laser sélectif (SLS) et par fusion multijet (MJF). Ces technologies d'impression 3D utilisent une poudre qui entoure la pièce et fait office de support. Dans ces cas, les supports ne sont pas nécessaires lorsqu'il s'agit de planifier la conception de votre pièce.

Un autre facteur à prendre en compte pour décider de l'utilisation de supports d'impression 3D est le degré de complexité de la conception de votre pièce. Par exemple, pour les porte-à-faux, vous devrez évaluer le degré d'inclinaison. Si l'inclinaison est de 45 degrés ou moins, la plupart des imprimantes FDM peuvent imprimer le surplomb sans support. En revanche, si l'angle du porte-à-faux est supérieur à 45 degrés, vous devrez prévoir l'utilisation de supports, sinon vos porte-à-faux seront probablement déformés. Un autre exemple courant est celui de la conception d'une pièce comportant un pont au-dessus d'un espace entre deux zones. Si ce pont a une longueur supérieure à 5 mm, vous devrez très probablement inclure des structures de support dans l'espace de votre conception de pièce.

Le type de support d'impression 3D que vous utilisez sera déterminé par le type spécifique de technologie d'impression 3D que vous choisissez. Par exemple, les technologies d'impression 3D FDM utilisent des supports de type arbre et treillis. Les supports en treillis sont d'excellentes options pour maintenir les pièces en place et construire des colonnes, ce qui est particulièrement utile pour les pièces dont la conception comporte des surplombs abrupts. En fait, les supports en treillis sont extrêmement courants en raison de l'efficacité avec laquelle ils peuvent être produits et de leur haut niveau de compatibilité avec la plupart des pièces imprimées en 3D. 

En outre, les supports en forme d'arbre, comme leur nom l'indique, commencent par des troncs épais et s'affinent à mesure qu'ils se rapprochent de la pièce, comme les branches d'un arbre. Les supports arborescents sont parfaits pour les pièces qui nécessitent une forme de support plus sélective, comme les conceptions dont les porte-à-faux sont strictement verticaux.

En outre, si vous utilisez une imprimante 3D à deux têtes d'extrusion, les supports solubles sont une option. Avec les supports solubles, les matériaux qui se dissolvent, comme le limonène, sont extrudés en même temps que le matériau d'impression 3D. Les supports solubles sont un excellent choix si votre budget le permet, car ils peuvent être éliminés en les trempant simplement dans l'eau.

Ces supports dissolubles sont la solution idéale pour garantir une excellente finition de surface car ils suppriment la nécessité d'étapes supplémentaires lors du post-traitement, ce qui diminue le délai d'exécution et réduit le coût global du projet. Il est important de noter que le matériau d'impression 3D et le matériau de support soluble ne peuvent pas être extrudés ensemble. Par conséquent, si votre imprimante 3D ne possède qu'une seule tête d'impression, les supports solubles ne sont pas une option.

L'un des facteurs les plus importants à comprendre en ce qui concerne les supports d'impression 3D est la manière dont ils sont retirés de votre pièce après l'impression. Comme indiqué plus haut, la facilité de retrait des supports peut avoir un impact sur les délais et les coûts de votre projet. En outre, plus il y a d'endroits sur votre pièce qui sont reliés à des supports, plus il y a de risques de marques et de cassures aux endroits où se trouvent les supports.

Par exemple, les supports en treillis offrent un support de surface complet, mais ils sont difficiles à retirer sans affecter la qualité de la surface de votre pièce. En revanche, les supports en forme d'arbre, qui sont utilisés avec plus de parcimonie et à des endroits plus précis, donnent lieu à moins de points de contact sur votre pièce et à un processus de retrait beaucoup plus facile.

Une fois l'impression terminée, vous pouvez utiliser des pinces pour tordre, saisir et retirer avec précaution vos supports de votre impression. De plus, si le support que vous retirez est plus grand et facilement accessible, vous pouvez également commencer à le retirer avec vos doigts. Une fois les supports retirés, si l'esthétique est un critère important, vous pouvez poncer les zones de votre pièce qui étaient en contact avec les supports pour créer une surface lisse.

Si les supports d'impression 3D permettent de créer des pièces plus complexes, ils présentent aussi quelques inconvénients. L'utilisation de supports nécessite un retrait minutieux, la possibilité d'un post-traitement et l'augmentation des délais de réalisation des projets. Selon le type de support d'impression 3D que vous utilisez, son niveau de complexité et sa taille auront une incidence sur votre temps de production global. À cet égard, les types de support arborescents peuvent être plus exigeants pour votre imprimante. En outre, les étapes de post-traitement qui peuvent être nécessaires (en fonction de l'utilisation prévue) devront être prises en considération, car le retrait et le ponçage du support peuvent être quelque peu laborieux.  

Outre l'allongement du délai de réalisation, un autre inconvénient lié à l'impression 3D des supports est le coût des supports. En réalité, les supports imprimés en 3D nécessitent l'utilisation de plus de matériaux pour votre projet. Par exemple, si des surplombs abrupts sont importants dans votre conception et que des supports en treillis sont nécessaires, vous pouvez finir par dépenser une somme considérable pour le matériau utilisé pour créer les supports. En raison de l'augmentation des délais et des coûts associés à l'impression 3D des supports, il existe des alternatives que vous pouvez envisager pour votre prochain projet d'impression 3D.

Pour certains concepteurs de pièces, les délais supplémentaires et les coûts accrus associés aux supports d'impression 3D sont trop lourds. Dans ce cas, il existe d'autres options que vous pouvez explorer avec les trancheurs 3D et votre imprimante 3D.

Lorsqu'il s'agit de créer des supports pour vos pièces imprimées en 3D, vous souhaitez idéalement équilibrer l'épaisseur et la densité des supports avec la vitesse réelle à laquelle ils sont refroidis. En d'autres termes, plus vos supports sont exposés à une chaleur élevée, plus ils mettront de temps à refroidir et plus ils auront adhéré à votre impression. Par conséquent, plus vos supports seront refroidis, plus ils seront faciles à enlever. Outre le respect des méthodes de refroidissement appropriées, la densité des supports d'impression 3D a également un impact sur leur température. C'est pourquoi, si vous avez la possibilité de réduire la densité de vos supports, ils dégageront plus facilement la chaleur.

C'est là que les trancheurs 3D peuvent vous aider à faire de précieux ajustements. Un slicer pour l'impression 3D prépare votre conception pour l'imprimante 3D en créant un code G. Un slicer 3D découpe le modèle en couches 2D et fournit les instructions de codage à l'imprimante 3D pour imprimer chaque tranche. Les slicers 3D ne sont utilisés que pour les imprimantes 3D de bureau. Pour les services commerciaux d'impression 3D en ligne, les trancheurs 3D ne sont pas nécessaires, et le processus est donc beaucoup plus simple.

Cependant, vous devez garder à l'esprit certaines considérations importantes concernant la conception du support. Il s'agit notamment de déterminer quelle orientation est la plus cohérente lorsqu'il s'agit de créer un support. Vous avez peut-être déjà essayé d'ajuster l'orientation de votre pièce, mais elle a encore besoin de beaucoup de supports. Dans ce cas, vous pourriez essayer de modifier les porte-à-faux. En outre, vous pourriez envisager de séparer votre conception en deux éléments distincts. L'inconvénient de cette approche est bien sûr que vous devrez ajouter du temps pour l'assemblage après l'impression. Vous pouvez également envisager d'utiliser une autre technologie d'impression 3D qui ne nécessite pas l'utilisation de supports. Par exemple, les imprimantes 3D SLS permettent aux concepteurs de réaliser des géométries complexes sans utiliser de supports d'impression 3D.