Conception pour l'impression 3D : Comment préparer une pièce avant de l'envoyer à l'impression

A printable CAD model is not automatically a good 3D printed part. Wall thickness, clearances, orientation, unsupported features, holes, threads and the chosen process all influence whether the finished component fits, functions and survives real use.

C’est là que la conception pour la fabrication additive (DfAM) prend toute son importance. Chez 3DRM Tech, notre Conception CAO et Impression 3D Les flux de travail sont interconnectés afin que la géométrie puisse être examinée en tenant compte du processus de fabrication prévu.

Commencez par la fonction, pas par l'imprimante.

Une erreur fréquente en conception consiste à optimiser pour l'imprimante avant de définir les fonctionnalités de la pièce. Il est préférable d'identifier d'abord les charges, l'environnement, les interfaces, les dimensions critiques et la durée de vie prévue. Le procédé de fabrication peut ensuite être sélectionné en fonction de ces exigences.

Pour les premières phases de développement, un prototype FDM rapide peut suffire. Un modèle d'aspect détaillé peut orienter vers la stéréolithographie (SLA). Une pièce en nylon complexe et résistante sera peut-être mieux adaptée à la stéréolithographie (SLS). Consultez notre documentation. Comparaison FDM vs SLA vs SLS pour une vue d'ensemble au niveau du processus.

1. Utiliser une épaisseur de paroi adéquate

Des parois très fines peuvent paraître parfaites à l'écran, mais se révèlent fragiles, irrégulières ou difficiles à fabriquer. L'épaisseur minimale pratique d'une paroi dépend du procédé, du matériau, des dimensions de la pièce, de son orientation et de la nécessité pour la paroi de supporter une charge.

Au lieu de concevoir chaque élément aussi fin que possible, demandez-vous si la géométrie présente une section transversale suffisante pour résister à la manutention, à l'assemblage et à l'utilisation. Pour les pièces structurelles, des nervures locales ou des modifications géométriques peuvent améliorer la rigidité sans qu'il soit nécessaire d'épaissir la pièce entière.

2. Jeux de conception pour les pièces d'accouplement

Deux corps CAO parfaitement ajustés sans jeu dans le logiciel ne se comporteront pas de la même manière après fabrication. Les pièces imprimées nécessitent un jeu intentionnel pour les ajustements coulissants, les enclenchements, les composants rotatifs et les assemblages.

Là où le dédouanement compte le plus

• Goupilles s'insérant dans des trous
• Couvercles et enceintes
• Rails coulissants
• Caractéristiques à pression ou à enclenchement
• Assemblages en plusieurs parties
• Interfaces entre les roulements, les arbres et la quincaillerie

Si le prototype est destiné à valider la forme, l'ajustement et la fonction, notre service de prototypage rapide peut vous aider à tester ces interfaces avant de les déployer en production.

3. Identifier les dimensions critiques et les tolérances

Toutes les surfaces d'une pièce imprimée en 3D ne nécessitent pas la même tolérance. Réduire la précision de chaque dimension peut complexifier le produit sans l'améliorer. Il est donc préférable d'identifier les mesures qui déterminent réellement l'assemblage ou les performances.

Parmi les exemples, citons l'espacement des trous, les surfaces d'alignement, les diamètres d'arbres, les schémas de montage et les éléments d'assemblage. Si une caractéristique exige une précision d'usinage ou une finition que la fabrication additive ne peut pas fournir de manière économique, un flux de travail hybride peut s'avérer plus approprié. 3DRM Tech propose également Services de CNC et de travail des métaux lorsque la pièce ou une caractéristique essentielle est mieux réalisée par soustraction.

4. Réfléchissez à l'orientation

L'orientation des pièces influe sur les besoins en supports, la qualité de surface, le temps d'impression et, pour certains procédés, le comportement mécanique. Une conception bien orientée peut s'avérer moins coûteuse et offrir un résultat plus net qu'une géométrie identique mal positionnée.

Pour les pièces fabriquées par FDM en particulier, les concepteurs doivent tenir compte du fait que la disposition des couches influe sur la répartition des charges. Si un support est soumis à une charge importante dans une direction, son orientation doit être prise en compte lors de la conception et de l'établissement du devis.

5. Évitez les supports inutiles

Les supports sont parfois indispensables, mais ils engendrent également une augmentation de la quantité de matériaux, de la main-d'œuvre et des opérations de post-traitement. Des éléments tels que des porte-à-faux importants, des cavités fermées et une géométrie interne complexe peuvent rendre leur retrait difficile.

Cela ne signifie pas pour autant que tous les modèles doivent être simplifiés. L'un des avantages de la fabrication additive réside dans sa capacité à produire des formes difficiles à réaliser par les procédés conventionnels. L'objectif est d'exploiter la complexité là où elle crée de la valeur.

6. Concevoir intentionnellement les trous, les filetages et les interfaces matérielles

Les perçages et les filetages méritent une attention particulière car ils conditionnent souvent l'assemblage. Un perçage imprimé peut ne pas se comporter exactement comme un perçage usiné, notamment lorsque la taille, l'orientation et l'état de surface sont importants.

• Imprimez les avant-trous et finissez-les ensuite.
• Utiliser des inserts thermofixés lorsque cela est approprié
• Caractéristiques de conception des écrous captifs
• Utilisez des boulons traversants plutôt que des filetages imprimés pour les charges élevées.
• Usiner ou percer les éléments critiques après impression

7. Exportez le bon fichier

Le format STL reste courant pour l'impression 3D, mais il convertit le modèle en un maillage facetté. Les formats STEP et autres formats CAO permettent de préserver une géométrie technique plus riche et sont souvent préférables lorsqu'un prestataire de services doit inspecter, modifier ou réparer le modèle.

8. Indiquez au fabricant comment la pièce sera utilisée.

Un fichier CAO seul ne permet pas de comprendre pleinement le projet. Lors de votre demande de devis, veuillez préciser la quantité souhaitée, le matériau de prédilection (si connu), le délai, l'environnement, la charge et les dimensions importantes.

Ce contexte peut modifier la recommandation. Une pièce imprimée une seule fois pour un test sur banc d'essai peut être traitée différemment de la même géométrie destinée à être utilisée pour un test final. production à faible volume.

Que faire si vous ne disposez que d'un croquis ou d'une pièce existante ?

Vous n'avez pas besoin d'un fichier CAO finalisé pour commencer. 3DRM Tech peut créer des modèles à partir de croquis, de mesures et de spécifications grâce à notre Service de conception CAO. Si le projet commence par un objet physique, Numérisation 3D et la rétro-ingénierie peut aider à recréer la géométrie numériquement.

Pour un exemple complet de flux de travail, consultez Numérisation, CAO, impression : comment un objet réel devient une nouvelle pièce.

FAQ sur la conception pour l'impression 3D