Si vous utilisez l’impression 3D FDM, il y a de fortes chances que vous ayez déjà été confronté au « warping » (en français, gauchissement). Ce que la plupart des gens ne disent pas, c’est que le gauchissement peut également se produire avec la stéréolithographie (SLA), le frittage laser sélectif (SLS) ou même le traitement numérique de la lumière (DLP).
Les utilisateurs avancés de l’impression 3D aiment utiliser le terme « rétrécissement du matériau« . En termes simples, il s’agit d’une situation qui se produit lorsqu’il y a une grande différence de température entre les couches de plastique extrudé. Si on considère les trois autres technologies mentionnées, c’est la technologie SLS qui présente le plus grand potentiel de gauchissement.
Quoi qu’il en soit, lorsque le « warping » se produit, les coins de l’impression se soulèvent et se détachent de la plaque de construction. Alors, quels sont les facteurs qui contribuent à cette situation et comment y remédier ?
Dans l’impression 3D FDM
La plupart des filaments utilisés pour l’impression 3D FDM sont des thermoplastiques. La machine doit chauffer le filament pour que sa forme liquide soit extrudée sur une plaque de construction. Au cours de ce processus de chauffage, le matériau se dilate, se rétracte, se refroidit avant de reprendre une forme solide. Ce processus entraîne souvent un certain mouvement dans les plastiques extrudés, ce qui est à l’origine du gauchissement.
Les makers mettent généralement l’accent sur ce problème de déformation, mais cette situation peut également se produire dans la production industrielle. Elle n’est pas liée au profil de l’utilisateur ou à l’objectif de fabrication. Quel que soit le type de pièce imprimée en 3D que vous produisez, vous pouvez être confronté au warping. Cependant, il y a de grandes chances que le warping se produise lors de l’impression de pièces plus grandes ou de pièces ayant une grande surface.
En outre, le type de filaments que vous utilisez peut également jouer un rôle dans le gauchissement. Les matériaux qui nécessitent une température d’impression élevée, comme l’ABS, sont plus susceptibles de se déformer (lors de la rétraction) en raison de la différence de température extrême lors du refroidissement.
Alors comment l’éviter?
Parmi les nombreuses choses que vous pouvez faire pour éviter le gauchissement, la première est de vous assurer que votre pièce adhère à la plaque de construction de l’imprimante 3D. S’il n’y a pas d’adhérence, votre impression peut se détacher de la plaque de construction – surtout aux coins, comme nous l’avons mentionné précédemment. Une solution pour assurer cette adhérence consiste à appliquer un adhésif sur la plaque de verre lorsque vous utilisez une plaque de construction chauffée. Il est important de vérifier le manuel ou le guide du matériau car les méthodes d’adhésion varient d’un matériau à l’autre. Par ailleurs, en utilisant de petits disques (également appelés oreilles de souris) que vous imprimez en 3D sous votre modèle, vous pouvez améliorer l’adhérence du lit sur les coins. Les disques doivent être placés dans le trancheur de manière à ce qu’ils touchent à peine chaque coin du modèle.
En outre, avec une plaque de construction chauffée, le thermoplastique est maintenu à une température juste inférieure au point où il se solidifie (la température de transition vitreuse). Cela permet de s’assurer que la pièce reste également connectée à la plaque de construction. L’utilisation de la bonne température et son contrôle sont cruciaux lorsqu’on utilise une plaque de construction chauffée, d’où l’importance d’une chambre d’impression fermée. Si votre imprimante 3D ne dispose pas d’une chambre fermée intégrée, vous pouvez toujours ajuster les paramètres de vitesse du ventilateur de refroidissement ou simplement maintenir la température de votre environnement de production aussi ambiante que possible (par exemple, vous pouvez empêcher l’air froid de toucher l’impression 3D en fermant les fenêtres et les portes. Faites toutefois attention aux émissions de l’imprimante 3D!).
En outre, en ajustant les paramètres de votre trancheuse, il est possible d’éviter le gauchissement. C’est assez ironique, mais le fait de ralentir la vitesse d’impression peut aider à assurer le bon déroulement des opérations. La vitesse de la couche initiale est essentielle dans ce cas, car elle permet de maintenir l’impression en place sur le lit.
En impression 3D SLS ou SLA
Il n’y a que de légères différences entre les facteurs contribuant au gauchissement avec l’impression 3D FDM et les autres technologies. Les facteurs externes par exemple, comme la chaleur et l’humidité, sont également prépondérants ici. En plus de ce qui a été mentionné ci-dessus, il est également recommandé de prendre en compte les conditions météorologiques ou les conditions d’expédition. Une pièce imprimée en 3D par SLS qui est expédiée pendant une chaude journée d’été, par exemple, peut présenter un risque de déformation si elle n’est pas bien isolée.
Comme nous l’avons vu plus haut, les matériaux restent le défi numéro 1 ici. Certains matériaux sont plus enclins à se déformer que d’autres. L’équipe de Quickparts explique par exemple qu’elle utilise « un matériau composite haute température (appelé HST) exclusivement pour le SLS, car il est plus facile de construire une boîte plate avec le HST qu’avec d’autres matériaux. La présence de fibres de verre dans ce matériau limite le rétrécissement le long de l’axe X de la pièce (parallèle au mouvement des rouleaux de la machine) et contribue ainsi à réduire le risque de distorsion. En outre, le matériau HST est conçu pour supporter des températures plus élevées. »
Avec l’impression 3D SLS par exemple, une façon d’éviter la déformation est d’imprimer les pièces séparément et de les assembler plus tard. La géométrie, la taille et la conception peuvent également contribuer au gauchissement. Les zones plates (plus de 6 pouces – 152,4 mm) et les zones plus épaisses sont toutes deux exposées au risque de gauchissement. Parfois, si elle est bien gérée, l’orientation de la pièce pendant la fabrication peut donner le produit souhaité, mais c’est souvent difficile à réaliser. L’impression de plusieurs pièces d’un modèle (puis leur assemblage) est donc une option moins risquée pour garantir la précision de la géométrie.
En conclusion ?
Le gauchissement est définitivement irritant, mais malgré ces avertissements et ces conseils, il est important de noter que l’expérience de l’impression 3D reste très holistique – par conséquent, il peut être difficile de dire à 100% ce qui va se passer jusqu’à ce que la pièce soit imprimée. Parfois, le seul choix qui s’offre à vous est d’imprimer votre pièce et de voir par vous-même ce qui se passe.
Autres sources utilisées dans cet article : le guide de soutien d’Ultimaker. N’oubliez pas que vous pouvez poster gratuitement les offres d’emploi de l’industrie de la FA sur 3D ADEPT Media ou rechercher un emploi via notre tableau d’offres d’emploi. N’hésitez pas à nous suivre sur nos réseaux sociaux et à vous inscrire à notre newsletter hebdomadaire : Facebook, Twitter, LinkedIn & Instagram ! Si vous avez une innovation à partager pour le prochain numéro de notre magazine numérique ou si vous avez un article à faire connaître, n’hésitez pas à nous envoyer un email à contact@3dadept.com.