Centre d'apprentissage

Quelle est l'importance des supports en impression 3D ?

Introduction

L’impression 3D peut vous aider à réaliser des produits assez impressionnants. Mais obtenir votre pièce imprimée aussi proprement qu’elle apparaît sur votre logiciel de modélisation 3D peut impliquer des étapes intermédiaires. Les supports d’impression 3D, par exemple, sont l’une des premières choses que vous devrez peut-être prendre en compte en fonction de la technologie de fabrication additive que vous utilisez et de la complexité de votre conception.

En effet, fabriquer des supports d’impression 3D adaptés soulève quelques interrogations. Quand sont-ils nécessaires, comment choisir parmi les différents types de supports, comment les retirer après impressions, et bien sûr, quels sont les inconvénients de l’utilisation de supports. Dans cet article, nous allons aborder ces questions et vous donner quelques conseils pour vous aider à utiliser efficacement les supports et obtenir des objets imprimés en 3D répondant à vos attentes.

3D printing supportshttps://hackaday.com/2019/10/02/when-does-moving-to-resin-3d-printing-make-sense/
Credit : Hackaday,

Supports imprimés en 3D : Quand les utiliser ?

Pour répondre à cette question, vous devez d’abord savoir quelle technologie d’impression 3D vous allez utiliser. Si vous n’êtes pas encore décidé, notez que le fonctionnement des imprimantes 3D soulève différentes contraintes techniques.


Les imprimantes FDM, par exemple, fonctionnent en extrudant successivement des couches de filaments. En d’autres termes, si votre pièce comprend un surplomb qui n’est maintenu par aucune surface en dessous, votre impression 3D a toutes les chances d’échouer. Ce type de problème est l’une des principales raisons pour lesquelles les supports sont très utiles pour les impressions FDM.

Si vous utilisez les technologies Selective Laser Sintering ou Jet Fusion, en revanche, la poudre avec laquelle votre pièce va être imprimée entourera l’impression et servira de support. En d’autres termes, vous n’aurez jamais à vous soucier des supports si vous optez pour les technologies SLS ou Jet Fusion. Si vous recherchez des technologies plus avancées, les supports pouvant être utilisés dans des processus tels que l’impression sur métal n’affecteront généralement pas la qualité d’impression.

La complexité de votre pièce est le deuxième critère qui déterminera si votre pièce aura besoin ou non de supports. Tout d’abord, si votre conception contient des porte-à-faux, vous devez déterminer leur inclinaison. Si vos porte-à-faux ne s’inclinent pas de plus de 45°, la plupart des imprimantes FDM pourront les imprimer correctement. Si les angles dépassent cette valeur, vous devrez peut-être utiliser des supports ou vos porte-à-faux risquent de s’affaisser.

Vous pouvez également envisager d’utiliser des supports d’impression 3D si une partie de votre conception comble un espace entre deux éléments. Fondamentalement, si la longueur de votre pont ne dépasse pas 5 mm, vous n’aurez besoin d’aucune structure de support pour combler le vide.

Quels sont les différents supports ?

La technologie d’impression 3D que vous avez choisie vous orientera vers différents types de supports. Pour les imprimantes FDM par exemple, les supports les plus couramment utilisés sont les types lattices et arborescent.

Le premier type peut être utilisé pour construire des colonnes et maintenir des pièces stables, ce qui est efficace avec des surplombs plutôt abrupts. Ces structures en treillis sont les plus répandues grâce à leur rapidité de génération et à leur compatibilité avec la plupart des impressions 3D.​

Tree-type supports
Credit: Designer Hacks, How to Generate Supports for 3D Printing, YouTube

Les supports en arborescence commencent par des troncs et évoluent en fines branches à mesure qu’ils atteignent le modèle, ce qui semble être utile si l’on a besoin de supporter sélectivement des pièces. Vous pouvez envisager d’utiliser de tels types de support si votre conception contient de nombreux porte-à-faux mais n’est pas trop verticale.

Si vous pouvez vous fier à une imprimante à deux têtes d’extrusion, vous pouvez opter pour un support soluble. Les matériaux solubles tels que le limonène peuvent être chargés dans une extrudeuse et être appliqués avec votre matériel d’impression. Si vous êtes d’accord pour investir dans des supports plus coûteux, des supports solubles vous permettront de les laver en les trempant dans l’eau. L’utilisation de supports solubles est le meilleur moyen de conserver une belle finition de surface sans ajouter d’étapes supplémentaires à votre post-traitement. Pourtant, comme le matériau de support soluble et les matériaux d’impression 3D ne peuvent pas être extrudés ensemble, les imprimantes 3D avec une seule tête d’impression ne peuvent pas réaliser un tel processus. De plus, comme le suggère ce dernier type de support, la facilité de retrait des supports est un critère important à prendre en compte lorsqu’il s’agit d’en choisir un.

Retirer les supports imprimés en 3D

Nous venons de voir que les supports lattices, arborescents et solubles ont des propriétés différentes. En plus de cela, leur facilité de retrait n’est pas égale. Gardez à l’esprit que plus votre modèle est en contact avec des supports, plus leur retrait est susceptible d’entraîner des marques partielles ou des cassures. Les structures en treillis sont par exemple censées supporter complètement les surfaces, ce qui les rend difficiles à retirer sans affecter la qualité de la surface.

Les supports de type arbre, s’ils sont utilisés à bon escient pour soutenir uniquement les zones clés de vos pièces, se traduiront par moins de contacts avec votre impression et faciliteront leur retrait.

Une fois le processus d’impression terminé, le retrait des supports est votre prochaine étape. L’utilisation d’une pince est un bon choix si vous souhaitez saisir, tordre et retirer les  supports de votre pièce. Si le support que vous souhaitez décoller est accessible et assez grand, vous pouvez commencer délicatement à le retirer avec vos doigts. Selon l’importance que vous accordez à l’aspect visuel de votre pièce et le nombre de marques laissées par vos supports, vous devrez peut-être poncer les zones en contact avec les supports pour obtenir une surface plus lisse.

Les inconvénients de l'usage de supports

L’utilisation de supports implique quelques limitations et leur suppression fait, comme nous l’avons vu, partie de la liste. Un autre inconvénient évident de l’utilisation de supports est l’augmentation du délai d’exécution.

Selon le type de support que vous souhaitez utiliser, sa taille et sa complexité, les supports d’impression eux-mêmes rajouteront à votre temps total de production. Les supports en forme d’arborescence peuvent en ce sens être assez exigeants pour votre imprimante. De plus, les étapes de post-traitement que nous avons mentionnées précédemment doivent être prises en compte ici, car retirer les supports de vos pièces et les nettoyer peut s’avérer fastidieux.

Le principal inconvénient qui vient naturellement ensuite est le coût d’utilisation des supports, car la quantité de matière nécessaire peut augmenter. Si les surplombs abrupts représentent une grande partie de votre conception et que vous devez utiliser des structures en treillis pour les soutenir, la moitié de votre matériel peut éventuellement tomber dans la création de vos supports.

Heureusement, il existe plusieurs moyens sur lesquels on peut compter pour atténuer les impacts que vos supports pourraient avoir sur votre conception et sur votre portefeuille.

Comment éviter d'utiliser des supports ?

Si vous souhaitez optimiser l’intégration de vos supports, il existe de multiples options que les slicers 3D et votre imprimante 3D peuvent vous proposer. De nombreux logiciels pour l’impression 3D peuvent vous être utiles.

Lors de l’impression de supports pour vos impressions 3D, votre objectif doit être d’équilibrer la densité et l’épaisseur de vos supports avec la vitesse de refroidissement. Pour faire simple, plus vos supports seront exposés à des températures élevées (et plus ils mettront de temps à refroidir), plus ils colleront à votre pièce. Ainsi, plus ils resteront froids, plus il sera facile de retirer vos supports d’impression 3D.

En plus d’avoir des refroidisseurs efficaces, la densité de vos supports va impacter sa température. Réduire la quantité de matière dans vos supports les aidera à libérer de la chaleur. Si votre porte-à-faux est long, lourd ou particulièrement raide, vous devrez peut-être densifier vos supports pour éviter que votre pièce ne s’affaisse. Mais gardez à l’esprit que plus vos supports sont denses et épais, plus le risque de dommages est élevé lors du retrait des supports.

Ce sont des parties des options de génération de support que les slicers 3D peuvent vous aider à peaufiner. Mais avant de changer cela, il existe plusieurs façons d’optimiser vos structures de support d’impression 3D dans votre conception.

Tout d’abord, vous devez déterminer quelle orientation est la plus cohérente en termes de génération de support. Si vous jetez un coup d’œil aux deux ponts, vous remarquerez une différence : le second est renversé, bien sûr, mais contrairement à l’autre, il n’a pas besoin de support.

Si vous avez déjà essayé de jouer avec l’orientation de votre pièce mais pensez qu’elle nécessite encore trop de supports, vous pourrez peut-être ajuster vos porte-à-faux. Si, par exemple, leurs angles sont un peu trop ronds et s’inclinent à plus de 45°, voyez si vous pouvez les remplacer en utilisant un seul angle moins raide dans votre conception. Une autre option que vous voudrez peut-être essayer consiste à séparer votre conception en deux modèles distincts. Opter pour cette solution vous aidera certainement à économiser sur les matériaux de support, mais en retour, vous devrez trouver comment réassembler vos pièces.

Nous avons couvert tous les points clés que vous devez connaître en matière d’impression 3D avec ou sans supports. N’oubliez pas non plus qu’une autre façon de vous débarrasser des problèmes d’assistance consiste à passer à une technologie d’impression qui n’en a pas besoin. Les imprimantes 3D à frittage laser sélectif pourraient ainsi vous aider à réaliser des impressions 3D à haute géométrie sans vous soucier des inconvénients des supports d’impression 3D. Vous pouvez essayer le service d’impression 3D en ligne de Sculpteo si vous souhaitez avoir accès aux imprimantes SLS, et vous pouvez également nous contacter si vous avez des questions concernant vos besoins d’impression 3D.

Recevez les dernières actualités de l’impression 3D

Inscrivez-vous à notre newsletter pour tout connaître des dernières technologies d’impression 3D et de leurs applications, mais aussi des nouveaux matériaux et logiciels 3D. 

[hubspot type=form portal=5154612 id=6ee8cd9d-8760-4253-8ac1-849ef9706f04]