Technologie FDM

La technologie FDM (Fuse Deposition Modeling) est une technique qui consiste à faire fondre un fil de polymère à travers une buse chauffée à haute température. L’impression se réalise progressivement, par dépôt de fil fondu couche par couche pour obtenir une pièce en 3D qui n’est finalement qu’une superposition de couches en 2D.

Avantages

  • économique
  • large palette de matériaux et couleurs

Inconvénients

  • solidité différente sur les axes x-y et z
  • traits de couches visibles
  • les parties dans le vide nécessitent des supports d’impression qui peuvent laisser des traces sur les pièces

Points importants

  • Prévoyez des jeux d’assemblage de ± 0.5mm ou ±1%
  • Définissez au moins 1.5mm d’épaisseur de paroi à vos modèles (ou 3mm dans le cadre du grand format).
  • Evitez les surplombs supérieurs à 45° afin d’éviter les supports
  • Évitez les grandes surfaces planes et utilisez des coins arrondis pour éviter l’effet warping (congé de 3mm de rayon en X-Y)

Conseils de conception

Nous vous demandons de créer un fichier 3D par objet physique.

Epaisseur des couches :

  • Taille standard : 100 – 200 microns
  • Grand format : 200 – 300 microns
  • Taille standard : jusqu’à 250x210x210mm
  • Grand format : jusqu’à 600x600x600mm (possibilité d’aller plus loin par assemblage/collage, grâce à notre logiciel de découpe automatique)

TolérancesPrévoyez ±0.5mm ou ±1% de variation entre le fichier 3D et la pièce réalisée.

Epaisseur

Les épaisseurs minimales que nous vous conseillons sont :

  • Taille standard : 1.5mm
  • Grand format : 3mm en une seule pièce ou 10mm dans le cadre d’une pièce réalisée par assemblage de plusieurs parties

Jeux d'assemblagesEspace minimum d’assemblage (au rayon) : 0.5mm ou 1% de la taille de la pièce (prendre la plus grande valeur des deux).

Lors de la conception de vos fichiers 3D, il est important de prendre en compte les tolérances dimensionnelles d’un procédé de fabrication afin d’anticiper les éventuelles variations, notamment s’il y a des assemblages.

SupportL’impression se réalisant couche par couche du plateau vers le haut de la pièce, toutes les parties dans le vide nécessitent l’impression de supports afin que la matière ne s’affaisse pas par gravité.

Les supports sont imprimés dans le même matériau que la pièce. Ils offrent une plate-forme de construction temporaire sur laquelle s’appuyer comme des « échafaudages ».

Ils sont ensuite retirés une fois l’impression terminée (sauf si vous choisissez l’option sans post-traitement pour réduire le tarif). Cependant, cela peut laisser des marques où le support a été en contact avec la pièce finale.

Nous accordons une attention particulière au positionnement des pièces lors de la simulation d’impression afin de choisir l’orientation minimisant les supports et maximisant le rendu de vos pièces.

Simulation supports

Notre conseil : dans le cas d’une pièce nécessitant obligatoirement des supports, vous pouvez diviser votre pièce complexe en plusieurs parties qui seront imprimées individuellement.

Optimisation supports

Privilégiez des surplombs jusqu’à 45° maximum.

Un surplomb peut généralement être imprimé sans perte de qualité jusqu’à 45 degrés. Au delà, il faudra prévoir des supports d’impression. 

Voici l’effet de l’augmentation de l’angle de surplomb (par incréments de 5 degrés) sur la qualité d’impression :

Surplombs

La technologie FDM nécessite l’impression de supports pour les parties dans le vide ou les surplombs supérieurs à 45°

Nous assurons d’orienter vos pièces de la manière la plus optimale pour réduire la quantité de support et ainsi minimiser les traces de supports. 

Notre outil de devis en ligne fait une simulation d’impression avec supports. Pour réduire le tarif nous vous conseillons lors de la conception d’orienter vos pièces de façon à avoir le moins de parties dans le vide.

Exemple

Orientation

Afin de limiter les contraintes au refroidissement de la pièce, et par conséquent les déformations, nous vous conseillons des congés dans les angles X-Y d’au moins 3mm de rayon.

La buse d’impression étant circulaire, les coins et les bords auront un rayon égal à la taille de la buse. Cela signifie que les coins et bords ne seront jamais parfaitement à angle doit.

  • Congé vs chanfreinBords inférieurs plus propres :

Il est important que vous utilisiez un chanfrein plutôt qu’un congé. Un congé créera un surplomb important (en rouge sur le schéma) qui sera de mauvaise qualité à l’impression. Un chanfrein est normalement un mur droit à 45° que l’imprimante gérera très bien.


  • ChanfreinRéduction des points de contraintes :

Les points de jonctions sont souvent les points de faiblesse des pièces. En ajoutant un chanfrein vous rendrez la pièce plus résistante.

PerçageTaille minimale des trous : 0.4mm

La technologie FDM imprimera souvent des trous à axe vertical sous-dimensionnés. Le processus général d’impression impose une compression de la matière sur les couches précédentes afin d’améliorer l’adhésion. Cette compression est la raison de la réduction du diamètre d’un trou.

Si un haut niveau de précision est requis, il peut être nécessaire de percer le trou après l’impression.

Gravure

Pour vous garantir une visibilité, nous vous conseillons :

  • Une profondeur minimale de gravure de 0.3mm
  • Une hauteur minimale de relief de 0.3mm

Pour les textes, une hauteur de police minimale de 4mm sans empattement.

Pour les grandes pièces planes , prévoyez des angles en X-Y d’au moins 3mm de rayon (davantage limitera les risques).

Explications : Effet Warping

Durant l’impression la pièce est soumise à des différences de températures entre la sortie de la buse et la température ambiante. Lorsqu’il refroidit, le plastique va se rétracter et entraîner un léger soulèvement des coins dû à la contraction de la matière. Ce phénomène, appelé “warping”, est amplifié par la quantité de matière (donc l’augmentation des dimensions et du remplissage) ainsi que par le type de matériau :

Matériau à warping réduit < TPU < PETG < PLA < ABS / ASA < Matériau à warping élevé

Opter pour un matériau d’impression suppose d’avoir en amont une vision claire du résultat souhaité :

  • L’objet final sera-t-il un prototype ou un produit fini ?
  • Quelles propriétés physiques et mécaniques devra-t-il avoir ?
  • Quels sont ses usages ?
  • Quelles sont ses dimensions ?
  • Sera-t-il exposé en extérieur ou en intérieur ?
  • Doit-il résister à des contraintes thermiques ?
  • Doit-il respecter une norme particulière (contact alimentaire, norme anti-feu,…) ?

En répondant à toutes ces questions, vous trouverez sûrement quel matériau est le plus adapté à votre usage grâce à notre tableau comparatif de nos différents matériaux

Par exemple, si votre objet est destiné à un usage extérieur, les seuls matériaux possibles seront : PETG, ASA ou PA11

Le niveau de détail minimum est lié aux capacités et à la mécanique de chaque procédé d’impression 3D et à la hauteur de couche sélectionnée.

Nous vous proposons 3 hauteurs de couche différentes :

  • 100 microns (0.1mm) : traits fins et peu visibles
  • 200 microns (0.2mm) : traits visibles
  • 300 microns (0.3mm) : traits épais et visibles (uniquement impression grand format)

Des couches deux fois plus épaisses divisent par deux le temps d’impression et réduisent ainsi les coûts.

100 microns

100 microns

200 microns

200 microns

Remplissage

20% – 50%

Dans la grande majorité des cas, les pièces sont en général creuses. Les pièces produites sont composées d’une coque d’environ 1mm d’épaisseur et d’un remplissage sous forme de croisillons. Le remplissage standard 20% est suffisant dans de nombreuses applications.

Le taux de remplissage est lié à la résistance de la pièce. Cependant, l’augmentation du remplissage amène des contraintes techniques et des risques de déformations. A titre d’exemple, seule l’option 20% est disponible pour l’ABS car c’est un matériau difficile à mettre en œuvre et plus sensible aux déformations.

Nous pouvons vous proposer des taux de remplissage plus élevés sur demande après étude de faisabilité.

Afin de d’obtenir des impressions 3D à bas coût, nous vous proposons plusieurs option :

  • Matériau aléatoire low-cost : le matériau et la couleur des pièces sont aléatoires (plusieurs couleurs et opacités sont possibles sur une même pièce).
  • Aucun post-traitement : les pièces sont récupérées des imprimantes 3D et expédiées non nettoyées et sans enlever les supports d’impression.

FDM (taille standard)

  • Normale : entre 1 à 10 jours ouvrés
  • Rapide : entre 1 à 5 jours ouvrés
  • Urgente : entre 1 à 3 jours ouvrés (nous contacter pour validation)

FDM (Grand Format)

  • Normale : entre 3 à 10 jours ouvrés pour une pièce
  • Urgente :  entre 2 à 5 jours ouvrés pour une pièce

Pour plus d’explications, FAQ – Délais de réalisation.

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