Concepts de base et défis des structures suspendues
Les structures suspendues font référence à des pièces qui ne sont pas soutenues par des matériaux sous-jacents pendant le processus d'impression 3D. Il s’agit d’une caractéristique typique qui distingue la fabrication additive de la fabrication soustractive. Le processus FDM a des capacités de suspension limitées et nécessite généralement un support supplémentaire une fois que l'angle d'inclinaison dépasse 45 degrés. Le processus SLA/DLP a des capacités de suspension encore plus faibles et nécessite la prise en charge de presque toutes les zones de projection horizontale. Le procédé SLM métallique nécessite également un grand nombre de structures de support pour conduire la chaleur et contrôler la déformation. Une mauvaise conception des structures suspendues peut entraîner des échecs d’impression, une qualité de surface réduite et des difficultés de retrait du support. Comprendre le concept d’angle autoportant est la base d’une conception optimale.
Normes d'angle d'autoportage pour différents processus
L'angle d'autosupport fait référence à l'angle d'inclinaison minimum auquel une structure suspendue peut être imprimée avec succès sans support supplémentaire. L'angle d'autoportage du processus FDM est généralement de 45 degrés, c'est-à-dire que lorsque l'angle entre la surface suspendue et la surface horizontale n'est pas inférieur à 45 degrés, une impression sans support peut être réalisée. Certains équipements FDM haut de gamme peuvent augmenter l'angle d'auto-support jusqu'à 50-60 degrés en optimisant le contrôle du refroidissement et de l'extrusion. L'angle d'autoportance du processus SLA/DLP est plus grand, généralement de 60 à 70 degrés. L'angle d'autoportance du procédé métallique SLS/SLM varie en fonction des propriétés thermiques du matériau, généralement compris entre 30 et 45 degrés. La norme d'angle autoportant doit être déterminée en fonction du processus utilisé lors de la conception.
Stratégie de conception pour minimiser les matériaux de support
Réduire l'utilisation de matériaux de support peut réduire la consommation de matériaux, raccourcir le temps d'impression et simplifier les procédures de post-traitement. La première consiste à orienter la pièce de manière à ce que le côté présentant la plus grande surface suspendue soit face à la plate-forme d'impression, ou à ajuster la surface suspendue à un angle prononcé. La deuxième étape consiste à ajouter des chanfreins et à transformer les arêtes vives suspendues en biseaux pour que l'inclinaison atteigne la norme autoportante. La troisième consiste à concevoir des creux et à transformer la structure suspendue solide en une structure à ossature afin de réduire la zone horizontale à soutenir. La quatrième est l'impression segmentée, qui divise les pièces complexes en plusieurs pièces et les imprime séparément avant l'assemblage. Chaque pièce peut être imprimée dans la direction optimale. La cinquième consiste à utiliser la structure existante et à utiliser les murs et les nervures des pièces elles-mêmes comme supports lors de la conception.
Compétences d'application des supports solubles
Pour les structures suspendues où le support ne peut être évité, l'utilisation de matériaux de support solubles est une méthode efficace pour réduire la difficulté du post-traitement. L'équipement FDM à double buse peut utiliser la buse auxiliaire pour imprimer des supports PVA ou HIPS tandis que la buse principale imprime les matériaux des pièces. Après impression, la pièce est immergée dans de l'eau (PVA) ou une solution de limonène (HIPS), et la structure support se dissout automatiquement. Lors de la conception d'un support soluble, il convient de prêter attention à la zone de contact entre le support et la pièce. Si la zone de contact est trop grande, cela laissera des traces, et si la zone de contact est trop petite, le support sera instable. Le paramètre de densité de support affecte la vitesse de retrait et il est recommandé de le régler entre 10 et 20 %.
Contrôle qualité et amélioration des structures suspendues
Une fois l'impression terminée, une inspection qualité spéciale des structures suspendues est requise. Vérifiez d'abord l'affaissement de la surface et mesurez l'écart entre la position réelle de la surface suspendue et la position conçue. La norme de qualification est généralement inférieure à 2 fois l'épaisseur de la couche. Deuxièmement, vérifiez la rugosité de la surface. La surface supérieure de la surface suspendue est généralement plus rugueuse que la surface latérale. Il faut évaluer s'il répond aux exigences d'utilisation. Troisièmement, vérifiez la netteté des bords. Il peut y avoir des coins arrondis ou des bavures sur les bords suspendus, qui nécessitent un post-traitement et un rognage. Pour les structures suspendues non qualifiées, les raisons doivent être analysées et les paramètres de conception ou d'impression doivent être optimisés. Les améliorations courantes incluent l'ajustement de la direction d'impression, l'ajout de supports ou la réduction de la vitesse d'impression.
Soumettez un modèle, un dessin, une image ou des notes écrites. Les ingénieurs examineront le matériau, le processus, les finitions et la livraison en fonction de l'utilisation réelle.