impression 3D : avec ou sans support ?

Salut ! L’impression 3D révolutionnaire te permet de créer des objets en trois dimensions en empilant des couches successives de matériau. Mais pour réaliser des pièces complexes, il est souvent nécessaire d’utiliser des structures de support. Dans cet article, je vais te parler du concept de structure de support en impression 3D, de son impact sur la qualité, le prix et la finition de la pièce, et comment elles fonctionnent avec l’impression 3D FDM (Fused Deposition Modeling).

Fonctionnement des supports en impression 3D FDM

Le procédé d’impression FDM consiste à déposer un filament fondu sur une surface de construction le long d’un chemin prédéterminé. Au fur et à mesure que le matériau est extrudé, il refroidit et forme une surface solide sur laquelle la couche suivante de matériau peut être déposée. Les couches de filament sont imprimées de manière légèrement décalée les unes par rapport aux autres, ce qui permet de construire un modèle avec des angles allant jusqu’à 45 degrés. Lorsqu’un élément est imprimé avec un surplomb supérieur à 45 degrés, il peut s’affaisser suffisamment pour potentiellement ruiner l’impression. C’est là que les structures de support entrent en jeu.

Quand utiliser des structures de support en FDM ?

Prenons l’exemple de l’impression 3D des lettres Y, H et T pour illustrer l’utilisation des supports en FDM.

Une imprimante FDM peut facilement imprimer les bras de la lettre Y sans nécessiter de structures de support, car ces éléments ne dépassent pas 45 degrés. En revanche, la lettre H est un peu plus compliquée. Si le pont central mesure moins de 5 mm, il peut être imprimé sans support ni affaissement. Un support est nécessaire si le pont dépasse 5 mm. Dans l’exemple présenté ici, le pont central mesure plus de 5 mm, il est donc imprimé avec des structures de support. Quant à la lettre T, elle nécessite des supports pour les parties supérieures s’étendant de part et d’autre du modèle, car il n’y a rien sur quoi ces bras peuvent être imprimés et le matériau tomberait sans supports.

Le pontage en FDM (Bridging)

Dans certains cas, il existe une exception à la règle des surplombs. Le matériau chaud peut être étiré sur de courtes distances entre deux points d’une impression. Cette méthode est connue sous le nom de pontage.

Le pontage permet d’imprimer des pièces sans matériaux de support et avec un minimum de fléchissement. Si un pont mesure plus de 5 mm de long, des structures de support sont nécessaires pour obtenir une finition de surface précise.

Inconvénients des structures de support en FDM

L’utilisation de structures de support en impression FDM présente plusieurs inconvénients. Tout d’abord, le post-traitement est nécessaire pour enlever les supports, ce qui peut entraîner des marques ou des dommages sur la surface en contact avec les matériaux de support. De plus, les couches imprimées sur des structures de support seront moins uniformes, car les supports ne seront pas aussi stables que les couches solides de filament extrudé. En outre, les supports peuvent être difficiles à enlever des petites fonctionnalités complexes, ce qui peut endommager ou casser ton modèle.

Enfin, l’utilisation de structures de support augmente le coût de l’impression FDM. Les supports nécessitent des matériaux d’impression supplémentaires qui doivent ensuite être enlevés, ce qui crée plus de travail (et de déchets) pour l’opérateur. Plus de matériaux et plus d’intervention humaine se traduisent par des coûts plus élevés.

Quantité de matériau de support nécessaire pour une impression FDM

La quantité de matériau nécessaire pour les structures de support dépendra en fin de compte de la conception de la pièce. Si tu imprimes un arche par exemple (comme dans l’exemple ci-dessous), tu n’auras besoin que d’une quantité limitée de supports placés au bon endroit pour permettre une impression précise.

D’un certain cas où les supports sont à l’intérieur de formes, cela peut-être complexe et implique de se débarrasser de chaque élément de support avec une pince à bec effilé tout en essayant de limiter les dommages aux surfaces entourant les supports. Poncer ou lisser ces surfaces après le retrait des supports représente une autre difficulté.

Cependant, sans matériaux de support, ce modèle ne peut pas être imprimé avec la technologie FDM, à moins de vouloir faire des compromis sur la qualité et la précision. Dans ce cas, malgré le coût et le temps d’impression supplémentaires, le matériel de support utilisé est essentiel pour imprimer ce design.

Prends le temps de concevoir des modèles qui n’utilisent pas de support

Les imprimantes finement réglées avec deux têtes d’impression peuvent imprimer des structures de support avec un matériau soluble qui ne se détache pas de la pièce. Au lieu de cela, tu peux dissoudre ce matériau dans une solution chimique qui n’affectera pas négativement le modèle imprimé.

Cela permet d’obtenir une meilleure finition de surface à l’endroit où le support est en contact avec le matériau principal. Cependant, cette solution peut être coûteuse et prendre du temps.

Toutes les machines FDM industrielles sont équipées pour utiliser des matériaux de support solubles. Par exemple, l’Ultimaker 3 peut imprimer du PVA qui se dissout facilement après l’impression.

Concevoir Son Design Sans Support

Ma collection de lampes et d’accessoires d’intérieur DiLamps, a été conçu et designé pour que chacun des produits soient imprimés en dépôt de fil (FDM), sans nécessiter de supports ! L’astuce consiste à construire des motifs “autoportants”. Ainsi la production est optimisée car le processus de retrait de support prend du temps et donc coûte de l’argent et peut également dégrader l’aspect de surface général du produit.

Conclusion

Les structures de support jouent un rôle essentiel dans l’impression 3D, en particulier pour les pièces complexes nécessitant des surplombs importants. Bien qu’elles puissent ajouter des coûts et du temps de post-traitement, les supports permettent d’obtenir des résultats précis et de haute qualité. En comprenant le fonctionnement des supports en impression 3D FDM et en choisissant la technologie d’impression appropriée, tu peux minimiser l’impact des supports sur la qualité, le prix et la finition de tes pièces imprimées.