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6 conseils de conception pour fabriquer de meilleures pièces métalliques imprimées en 3D Nov 17, 2021

6 conseils de conception pour fabriquer de meilleures pièces métalliques imprimées en 3D

Metal 3D printing

Grâce à des années d'innovation et de développement, l'impression 3D métal devient rapidement un processus courant dans la fabrication. Avec la fabrication additive, de nombreux secteurs industriels peuvent tirer parti de la vitesse, de la rentabilité et de l'avantage de la conception de l'impression 3D pour créer un nombre différent de composants pour les pièces d'utilisation finale. L'impression 3D continue d'offrir des opportunités intéressantes pour les pièces de nouvelle génération qui doivent avoir une grande liberté de conception, des géométries complexes et des rapports résistance/poids élevés.

La fabrication additive utilisant des métaux améliore également les chaînes d'approvisionnement, réduit les goulots d'étranglement des processus et adapte la production à des fins clés en main spécifiques. Aussi excitant que tout cela puisse paraître, il est important de noter que l'impression 3D métal s'accompagne de certaines contraintes. D'une part, ce n'est pas aussi simple que d'imprimer en 3D des pièces en plastique. Cela est dû au niveau de difficulté d'impression de pièces métalliques, à la loi de la physique, aux considérations d'usinage et plus encore. Le blog d'aujourd'hui discutera de l'impression 3D en métal et des conseils de conception simples à incorporer pour fabriquer de meilleures pièces imprimées en 3D en métal.


1. Gérez l'épaisseur de paroi dans votre conception

Nous vous recommandons de garder l'épaisseur de paroi et d'autres caractéristiques dans la conception d'au moins 0,5 mm. En effet, de nombreux processus de production peuvent provoquer l'effondrement des parois sous leur propre poids à des dimensions inférieures à un demi-millimètre. Bien qu'il soit possible d'utiliser une épaisseur de paroi plus fine, le chauffage et le refroidissement rapides du processus de fusion pendant l'impression 3D du métal peuvent entraîner une distorsion de ces caractéristiques. L'obtention de parois plus minces dépend également de l'orientation de l'imprimante, du type de matériau et d'autres paramètres d'impression. Pour plus de sécurité, efforcez-vous toujours de garder vos murs d'une épaisseur maximale de 0,5 mm.


2. Minimiser les surplombs

Gardez tous les surplombs inférieurs à 0,5 mm pour éviter l'effondrement de la surface du duvet. Lors de la conception de votre pièce, conservez toutes les fonctions orientées vers le bas avec une géométrie (et un angle) chanfreinée, concave ou convexe pour les rendre autoportantes. Cet angle (souvent 45 degrés par rapport à la surface horizontale) peut également être réduit en maintenant les paramètres laser de l'opération d'impression à des niveaux optimaux. Les porte-à-faux qui dépassent 0,5 mm finiront par entraîner une panne de la construction.


3. Lacunes et trous

Il n'y a pas d'approche fixe des lacunes et des trous. C'est parce que de nombreux facteurs entrent en jeu ici. Ces facteurs comprennent le type d'apprêt utilisé, la complexité de la conception, la géométrie et la nature du métal utilisé. En règle générale, évitez de concevoir un trou ou un espace inférieur à 0,5 mm pour éviter le risque de fusion des deux côtés et de remplissage de l'espace creux. Les trous d'échappement peuvent être utilisés pour éliminer la poudre non fondue dans les pièces métalliques imprimées en 3D. Si vous avez un trou d'évacuation, assurez-vous que votre diamètre d'alésage n'est pas inférieur à 2 mm et pas plus de 5 mm. Vous pouvez également concevoir plus d'un trou d'évacuation dans votre pièce pour faciliter l'élimination de la poudre non fondue après l'impression. Vous aurez besoin d'une forme de structure de support pour compenser les trous verticaux ou horizontaux qui doivent avoir un diamètre supérieur à 10 mm.


4. Structures de support et angles non supportés

Des structures de support sont nécessaires pour assurer l'application de la construction et favoriser la dispersion de la chaleur lors de l'impression 3D. Toute zone de votre conception qui est inférieure à 45 degrés par rapport au plan horizontal aura généralement besoin de structures de support.

Les angles autoportants doivent être maintenus au-dessus de 45 degrés pour éviter l'effondrement et la défaillance dus à une force de gravité excessive par le bas. Cela se produira également pour tous les angles non pris en charge dans la conception qui ont été trop inclinés par rapport au point vertical.


5. Orientation de la pièce

Considérez au préalable comment l'orientation d'impression de votre pièce peut affecter ses propriétés physiques et mécaniques. Comme le plan d'orientation de l'impression affecte grandement les caractéristiques anisotropes de la construction, vous devrez prendre en compte la manière dont l'impression doit être produite par rapport à la force ou à la pression à laquelle chaque partie du produit sera soumise.


6. Considérez les conceptions en treillis

Envisagez l'utilisation de structures en treillis pour éliminer les masses indésirables sans compromettre la résistance de votre pièce. La fabrication additive, contrairement à l'usinage CNC et au moulage par injection, vous permet de créer des conceptions de treillis fines et complexes qui ajoutent à la résistance de la pièce mais suppriment la masse de matériau qui serait utilisée pour remplir la pièce et la rendre complètement solide. Ceci est fortement recommandé dans la conception car les treillis sont un moyen garanti d'ajouter plus de résistance et d'incorporer un attrait visuel dans votre pièce imprimée en métal.


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