juin
2020

Modéliser pour l’impression 3D ou double extrusion avec support soluble ?

Cette question est ô combien intéressante et souvent débattue dans le domaine de l’impression 3D par dépôt de matière (FFF / FDM). En effet, il y a de nombreuses questions à se poser pour tenter de répondre à cette interrogation. Pour vous aider à trancher ce dilemme personnel, car votre besoin vous est propre et n’est pas forcément commun à tous, voici quelques éléments de réponse !

La modélisation pour impression 3D :

L’idée de modéliser pour l’impression 3D est d’apporter des améliorations à vos modèles tridimensionnels via des logiciels comme Fusion360 ou Solidworks. Il existe de nombreuses façons d’améliorer les formes pour optimiser la fabrication des pièces.

Par exemple, il est possible de mettre des congés pour diminuer les efforts de retrait ou bien d’optimiser les angles afin de limiter la création de supports d’impression. Nous conseillons également de veiller aux cotes de vos parois car elles sont liées au diamètre de votre buse d’extrusion. Il est également intéressant de tenir compte du sens des couches pour concevoir vos clips, etc. Les consignes de conception ne manquent pas, au contraire elles peuvent être nombreuses. Il est d’ailleurs recommandé de suivre une formation pour maîtriser cette thématique pleinement.

De plus, il est intéressant de rappeler qu’il n’est pas toujours possible d’adapter une modélisation 3D pour l’impression 3D. En effet, une conception 3D pourrait être destinée à une fabrication par injection ou usinage. Dans un tel cas, les règles de conception prioritaires seraient sans doute celle de la technologie de production finale.

Toutefois, si votre intention est de concevoir pour produire en fabrication additive alors vous avez tout intérêt à optimiser vos conceptions. Cela vous permettra de renforcer la solidité de vos pièces, de réduire vos temps de fabrication, d’améliorer l’esthétique et la fiabilité des impressions. En synthèse, ce travail vous fera gagner énormément de temps.

Les supports solubles en double extrusion :

Lorsque les modèles 3D sont très complexes et qu’il n’est pas possible d’en modifier le design, le recours à l’utilisation de supports de construction est inévitable. Ces structures, imprimées en même temps que la pièce, peuvent être réalisées dans la même matière d’impression ou bien dans un matériau soluble.

L’utilisation d’une même matière, généralement en simple extrusion, peut répondre à la plupart des cas. Si les paramètres d’impression sont bien conçus, les supports rigides (ou souples) s’enlèvent facilement à la main. Il suffit de tirer dessus pour l’ensemble de la structure de maintient se dégage proprement. Toutefois, dans certains cas, il peut être physiquement impossible d’accéder aux supports qui se trouvent dans une cavité. C’est à ce moment-là que les matériaux solubles prennent tout leur sens. Trempez votre impression dans de l’eau, ou dans une solution spécifique et les supports se dilueront facilement en ne laissant que peu de traces visibles.

Si le support soluble est si pratique, pourquoi ne pas toujours l’utiliser ? La réponse est composée de trois points complémentaires : la résistance thermique, la miscibilité matière et le prix.

Tout d’abord, toutes les matières ne sont pas compatibles ensembles. Il existe des couples matériaux à respecter. Par exemple le PLA fonctionne bien avec le PVA-M, le PETG avec le BVOH, l’ABS avec le VLX ou encore le PEI avec le SR110.

Il faut être attentif à la miscibilité des matières choisies sans quoi elle ne « colleront » pas du tout lors de l’impression. Ces couples sont également liés par la température de construction au sein de l’imprimante 3D. Imprimer une pièce dans une enceinte à 30°c est très différent de faire la même pièce dans une chambre thermorégulée à 90°c. Certaines matières supporteront la montée en température et d’autres s’écrouleront complètement. Enfin, il est aisé de comprendre que plus la matière de support est technique (et donc résistante à la température) plus elle sera onéreuse. Les prix peuvent ainsi être démultipliés selon les cas.

Pour compléter nous pourrions également ajouter deux autres points intéressants:

La mise en œuvre de supports solubles à l’eau est délicate. Il faut faire attention à la reprise d’humidité de la matière et par conséquent, qu’elle soit la plus sèche possible lors de l’extrusion. Une matière ayant un pourcentage d’humidité créera des problèmes d’extrusion, de bouchage de buse et de collage à la matière principale.
La notion environnementale est aussi à prendre en compte. Que faire des déchets ? En effet, ce n’est parce que la matière est dissoute qu’elle a disparue pour autant.

Comme toujours, tout est affaire de bon sens !

Chez ALSIMA, nous aimons penser que la réussite d’une impression 3D est un ensemble de compromis entre le choix de la matière, les réglages et la machine. C’est ce que nous appelons le « triangle d’or ». Il appartient à chacun de faire appel à son bon sens pour choisir quelle solution sera le plus adaptée à la situation qui se présente à lui. Toujours optimiser ses modèles 3D ou toujours imprimer avec des supports solubles n’est pas, à notre sens, la bonne solution. Pensons agile !