Quelle est l'épaisseur de paroi appropriée pour les pièces imprimées en 3D ?

Qu'est-ce que l'épaisseur des parois en impression 3D ?

L'épaisseur des parois en impression 3D fait référence à la distance ou à l'épaisseur des parois ou surfaces verticales d'un objet imprimé.

Importance de l'épaisseur des parois

L'épaisseur des parois affecte l'intégrité structurelle, la possibilité d'impression et la qualité globale du produit imprimé, ce qui en fait un facteur important à prendre en compte lors de l'impression 3D. Par exemple, l'épaisseur des parois affecte directement la résistance et la durabilité des objets imprimés en 3D. Plus précisément, une paroi plus épaisse offre un meilleur soutien structurel et une plus grande rigidité, ce qui rend le produit final moins susceptible de se déformer ou de se casser. En revanche, des parois plus fines peuvent entraîner une réduction de la résistance et de la stabilité structurelle, augmentant ainsi le risque de défaillance.

De plus, l'épaisseur des parois détermine la finition de surface de l'objet imprimé en 3D. Comme elles sont moins susceptibles de contenir des défauts dus au processus de superposition, des parois plus épaisses ont souvent des surfaces plus lisses. Les parois fines peuvent présenter une texture plus prononcée ou rugueuse, en particulier celles qui sont proches des limites de résolution de l'imprimante. Obtenir la qualité de surface souhaitée peut être facilité par un design avec une épaisseur de paroi adéquate.

Directives de conception JLC3DP - Recommandations pour l'épaisseur des parois

Une chose dont vous devez être conscient est que différents matériaux d'impression 3D ont des propriétés et des comportements différents qui affectent l'épaisseur optimale des parois. Certains matériaux peuvent nécessiter des parois plus épaisses pour garantir l'intégrité structurelle, tandis que d'autres peuvent être mieux adaptés à des parois fines en raison de leur flexibilité ou de leurs propriétés mécaniques spécifiques. Comprendre les propriétés des matériaux et leur effet sur l'épaisseur des parois est essentiel pour obtenir les résultats souhaités. De manière générale, chaque fois que vous agrandissez votre design, nous vous conseillons d'augmenter l'épaisseur de vos parois.

De plus, en ce qui concerne la finition de surface, l'épaisseur des parois influence la finition de surface de l'objet imprimé en 3D. Les parois plus épaisses ont tendance à avoir des surfaces plus lisses, car elles sont moins sujettes aux imperfections causées par le processus de superposition. Les parois fines, en particulier celles proches des limites de résolution de l'imprimante, peuvent présenter une texture plus prononcée ou rugueuse. Concevoir avec une épaisseur de paroi appropriée peut aider à obtenir la qualité de surface souhaitée.

(Figure 1. JLC3DP recommande l'épaisseur des parois)

JLC3DP recommande l'épaisseur des parois

SLA : 0,8 mm ou plus

MJF/SLS : 1,0 mm ou plus

FDM : 1,2 mm ou plus

SLM : 1,5 mm ou plus

JLC3DP recommande : Lors du processus de conception, nous vous conseillons de ne pas utiliser une épaisseur de paroi inférieure à la valeur recommandée. Si il n'est pas possible d'augmenter l'épaisseur des parois, elle ne devrait pas être inférieure de plus de 0,2 mm à la valeur recommandée et uniquement pour les composants non critiques.

Pour l'impression 3D sur grandes surfaces, si l'épaisseur des parois est inférieure à 0,5 mm et que l'épaisseur totale des parois est inférieure à 1,0 mm, il y a un risque de dommage pour le produit imprimé. Bien que JLC3DP puisse imprimer pour les concepteurs lorsque l'épaisseur des parois est inférieure à la valeur recommandée ci-dessus, vous devrez peut-être accepter le risque de dommages, de déformation et de perte.

Épaisseur minimale des parois

En impression 3D, l'épaisseur minimale des parois est l'épaisseur la plus faible qui peut être imprimée de manière cohérente sans affecter la qualité générale de l'objet, sa capacité à être imprimé, ou son intégrité structurelle.

L'épaisseur minimale des parois précise peut varier en fonction de plusieurs variables, telles que les capacités de l'imprimante, les propriétés du matériau choisi et la technologie d'impression 3D. Il existe des recommandations et des restrictions sur l'épaisseur minimale des parois spécifiques à chaque technologie d'impression.

Par exemple, l'épaisseur minimale des parois des imprimantes 3D à base de filament ou par modélisation par dépôt de fil fondu (FDM) est généralement influencée par la hauteur des couches et le diamètre de la buse. Ainsi, pour garantir une adhésion et une résistance adéquates, il est souvent recommandé de concevoir des parois ayant au moins deux fois le diamètre de la buse, voire légèrement plus épaisses. Par exemple, une épaisseur minimale de 0,8 mm ou plus est fréquemment conseillée si le diamètre de la buse est de 0,4 mm.

Les propriétés de durcissement ou de solidification de la résine liquide ont un impact sur l'épaisseur minimale des parois dans les technologies d'impression 3D basées sur la résine, telles que le traitement par lumière numérique (DLP) et la stéréolithographie (SLA). Plus précisément, une exigence d'épaisseur minimale des parois d'environ 0,5 mm à 1 mm est couramment utilisée pour garantir un durcissement réussi et éviter des problèmes tels que la fragilité excessive ou un durcissement insuffisant.

Parois fines et structures creuses

Nous utilisons fréquemment des parois fines et des structures creuses en impression 3D pour optimiser l’utilisation des matériaux et le temps d’impression.

Considérations de conception

Tout d’abord, nous devons prendre en compte l’intégrité structurelle de nos impressions 3D. Lors de la conception de structures à parois fines ou creuses, il est crucial d'assurer une intégrité structurelle adéquate. Les parois doivent être suffisamment épaisses pour supporter les charges ou contraintes prévues sans déformation ni échec. Ainsi, nous devons analyser les exigences mécaniques et utiliser les principes d'ingénierie appropriés afin de déterminer l'épaisseur minimale des parois. Pour garantir une impression précise et un retrait facile des supports, nous devons également prendre en compte un placement adéquat des supports. Par conséquent, lors de la conception de structures à parois fines ou creuses, nous devons envisager des structures de support pour éviter tout effondrement ou distorsion.

De plus, l'orientation de l'objet peut affecter la résistance et la stabilité des structures creuses ou des parois fines pendant l'impression. L'intégrité structurelle globale peut être améliorée et les effets des défauts d'adhésion des couches peuvent être réduits avec une orientation optimale.

Avantages des parois fines et des structures creuses

Nous pouvons réduire considérablement la quantité de matériau utilisée en imprimant des parois fines et des structures creuses, ce qui permet d'économiser de l'argent et de réduire les temps d'impression. Cela est particulièrement utile lors de l’utilisation de matériaux peu coûteux ou spécialisés. De plus, les constructions creuses et à parois fines peuvent alléger un objet, ce qui est avantageux dans des industries comme l'aérospatiale ou l'automobile, où la réduction du poids est cruciale. Cela permet une meilleure portabilité, une consommation d'énergie réduite et une efficacité accrue. Plus important encore, en retenant de l'air ou d'autres matériaux isolants à l'intérieur de la structure, les constructions creuses peuvent offrir de meilleures qualités d'isolation. Cela peut être utile pour des objets tels que des boîtiers ou des dissipateurs thermiques qui doivent gérer la chaleur.