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Tolérances en impression 3D: Tout ce que vous devez savoir sur la précision de la fabrication additive

Introduction

Lorsque vous modélisez vos pièces, il est essentiel de se rappeler tous les facteurs qui vont influent sur la taille finale de vos impressions 3D. Ces facteurs dépendent des tolérances de la technologie de fabrication additive que vous allez utiliser. Dans cet article, nous allons passer en revue les différentes technologies offertes par notre service d’impression 3D en ligne, afin d’être sûrs que vous choisirez les bonnes dimensions et ainsi obtiendrez des impressions 3D parfaitement fonctionnelles. 

Quelles sont les tolérances en impression 3D?

Vous est-il déjà arrivé qu’une de vos pièces imprimées en 3D ne corresponde pas à 100% au modèle 3D sur votre ordinateur ?

Le respect des tolérances durant votre procédé de design est essentiel pour que vos pièces soient aussi précises que fidèles au modèle. 

Ces tolérances peuvent varier en fonction de nombreux facteurs, comme les limitations du lit d’impression de l’imprimante, la taille de l’imprimante 3D ou des restrictions du matériau d’impression 3D.  Allons plus en détail !

 

Les Tolérances en impression 3D – les unités de mesures

 

Mesures:

Épaisseur de couche– exprimée en µm (micromètre) est l’épaisseur de chaque couche déposée par l’imprimante 3D. En guise de référence, un cheveu est en général épais de 20-100 µm.

Épaisseur de la paroi– une épaisseur minimum est toujours indiquée, souvent en millimètres et doit toujours être respectée.

Détail– le relief des détails, exprimé en millimètres.

Espacement  – l’espace entre deux pièces, en millimètres/

Taille – la taille maximum d’un modèle 3D. Les limitations sont imposées par l’imprimante 3D et indiquées en millimètres ou inches.  

Rétrécissement – il s’agit d’un process où le modèle 3D rétrécit à cause la chaleur. Votre pièce imprimée sera donc plus petite. Le rétrécissement s’exprime en pourcentage. 

Précision – un indicateur de précision peut être disponible pour vos pièces 3D, généralement cette donnée est en pourcentage. 

Il est très important de garder ces tolérances à l’esprit lorsque vous modélisez votre projet pour l’impression 3D, cela vous évitera beaucoup de problèmes. Si les parois sont trop fines par exemple, le rétrécissement pourrait casser votre objet. L’impression 3D permet d’intégrer deux objets afin de réduire le temps d’assemblage ensuite, mais ne pas respecter l’espacement pourrait mener au mélange de deux pièces différentes. Votre pièce pourrait aussi sortir de l’imprimante 3D à la mauvaise taille, si le rétrécissement n’a pas été pris en compte. 

Pour vous aider dans votre procédé d’impression 3D, nous allons passer en revue dans cet article nos technologies d’impression ainsi que leurs tolérances !

Comment modéliser pour l’impression 3D en respectant les tolérances ?

Chez Sculpteo nous proposons différentes technologies d’impression 3D, et chacune possède ses propres caractéristiques et tolérances.  

Frittage Sélectif par Laser (Selective Laser Sintering ou SLS)

 

Le Frittage Sélectif par Laser est une technique d’impression 3D de plastique. Ce procédé crée des pièces couche par couche en frittant la poudre de polyamide localement afin de la faire fusionner. Le polyamide doit être fritté à 160°C – 200°C.

Ce procédé d’impression 3D SLS est avantageux pour créer de petites séries de pièces plastique, mais aussi pour le prototypage. Cette technologie permet également beaucoup de liberté dans le design, ainsi qu’un haut niveau de détail. Les géométries complexes et les objets aux parois fines sont tout à fait imprimables. 

Nos offrons six matériaux différents avec la technologie SLS, et leurs dimensions et tolérances peuvent varier. Par exemple, le Nylon PA12 est rigide, tandis que le PEBA 2301 est un matériau flexible. 

La technologie SLS est utilisée pour créer des pièces de drones, ou dans la robotique, ainsi que la joaillerie, l’éducation, les équipements de sport et le secteur médical, etc. C’est également un moyen d’imprimer des maquettes pour les architectes. 

3d printed pieces
The left picture shows our strong Nylon PA12, the right image presents PEBA 2301

Tolérances d’impression 3D pour le SLS 

Épaisseur de couche

100- 150  µm

Épaisseur de couche haute définition

60  µm

Épaisseur de paroi minimum

0.8- 2.5 mm

Détail minimum

0.3- 1 mm

Espacement minimum

0.5 mm

Taille maximum pour un objet brut

Longueur: 240- 675 mm Profondeur: 190- 366 mm Hauteur: 315- 545 mm

Rétrécissement

2- 3%

Précision

± 0.3- 0.5% (Avec une limite de ± 0.3- 0.5 mm)

Multi Jet Fusion (HP) 

La technologie Multi Jet Fusion est un procédé d’impression plastique développé par l’entreprise Hewlett-Packard (HP). Ce procédé crée des pièces de façon additive avec un agent ajouté lors de l’impression. Cet agent liant est appliqué sur une couche de matériau de la forme de votre modèle 3D. Un agent détaillant est ensuite appliqué pour fusionner et créer les détails et une surface lisse. 

Il s’agit d’une technique aussi bien utilisée pour le prototypage que pour la production. Grâce à ses fines couches, les objets peuvent être très détaillés. Rapide, cette technique de fabrication permet aussi un haut niveau de personnalisation. Mais ce n’est pas tout, avec des caractéristiques mécaniques assez intéressantes, il est possible de créer des composants mécaniques afin de réaliser des tests.  

mjf part

Tolérances d’impression 3D Multi Jet Fusion (HP) 

Épaisseur de couche standard

80  µm

Épaisseur de paroi minimum

0.6 mm

Détail minimum

0.2 mm

Espacement minimum

0.5 mm

Taille max. pour un objet brut

284 x 250 x 350 mm

Précision

± 0.3% (avec une limite de ± 0.3 mm)

PolyJet

La technologie PolyJet permet de créer des pièces en résine. Cette technologie fonctionne de la même façon que le jet d’encre, mais au lieu d’un jet d’encre sur du papier, l’imprimante 3D projette un liquide photopolymère, et répète ce procédé jusqu’à que l’objet soit terminé. 

Vos pièces peuvent alors être imprimées en résine pour votre prototype ou vos pièces fonctionnelles. Parmi toutes les technologies d’impression 3D, Polyjet possède la plus petite épaisseur de couche, ce qui permet d’obtenir des pièces très détaillées. Avec cette technologie, vos pièces imprimées ont une surface lisse et un haut niveau de détail. 

La technologie PolyJet est utilisée dans le secteur automobile, dans l’électronique, mais aussi dans le domaine médical ou dans la mode.   

polyjet parts

Tolérances d’impression 3D PolyJet 

Épaisseur de couche standard

28 µm

Épaisseur de paroi minimum

2 mm

Détail minimum

0.2 mm

Espacement minimum

0.4 mm

Taille maximum pour un objet brut

203 x 254 x 251 mm

Précision

± 0.3% (avec une limite de ± 0.3 mm)

CLIP (DLS)

La technologie CLIP (DLS) est une autre technique d’impression 3D de résine. Le procédé de production est basé sur un liquide polymère photosensible. Ce liquide est ensuite solidifié par le biais d’une lumière UV pour créer des objets rigides et hautement détaillés, comparables à des objets produits en injection plastique. Le produit final est naturellement lisse et brillant. 

Cette technique d’impression 3D est parfaite pour les objets de décoration, mais peut également être utilisée pour créer des objets voués à des utilisations mécaniques plus poussées. 

La technologie d’impression 3D CLIP (DLS) est utilisée par les grandes entreprises aussi bien pour prototyper de nouveaux designs que pour créer des produits finis. En fonction du matériau utilisé, les tolérances d’impression 3D peuvent changer. Toutes les résines ont une surface lisse, comme par exemple le Polyuréthane Flexible, qui a également de bonnes propriétés élastiques. 

clip part

Tolérances d’impression CLIP (DLS) 

Épaisseur de couche standard

100 µm

Épaisseur de paroi minimum

0.5- 1.0 mm

Détail minimum

0.5- 0.6 mm

Espacement minimum

0.6 mm

Taille maximum pour un objet brut

Hauteur: 100- 330 mm Profondeur 141 mm Largeur: 78 mm

Rétrécissement

Ne s’applique pas

Précision

± 0.3% (avec une limite de ± 0.3 mm)

ColorJet

Le Composite Multicolore est le seul matériau d’impression 3D qui peut imprimer des pièces entièrement multicolores. Il s’agit donc du matériau parfait pour créer des figurines, des avatars, ou tout ce qui pourrait demander plusieurs couleurs. Ce matériau est très fragile, comme de la porcelaine, il est donc important de garder cela à l’esprit au moment de la création de votre design. 

Les objets peuvent endurer une température allant jusqu’à o 60°C (140°F). Tout contact avec de l’eau doit être évité avec ce matériau.
multicolor vase

Tolérance d’impression ColorJet 

Épaisseur de couche

100 µm

Épaisseur minimum de paroi

2 mm

Détail minimum

0.4 mm

Espacement minimum

Doesn’t apply

Taille max. d’un objet brut

254 x 381 x 203 mm

Rétrécissement

Ne s’applique pas

Fusion Sélective par Laser (Selective Laser Melting ou SLM)

La Fusion Sélective par Laser est une technique de fabrication additive développée pour imprimer des pièces en métal. Les objets sont créés de façon additive, un laser vient fritter les particules de poudre de métal. La poudre est entièrement fondue avant d’être fusionnée.  Une haute température est donc requise, et un temps de refroidissement plus long, également. 

Cette technique d’impression SLM permet l’intégration de différents composants durant l’impression, ce qui permet ensuite un temps d’assemblage réduit. Grâce à ses bonnes caractéristiques, cette technologie permet de créer facilement des composants mécaniques. 

L’épaisseur de paroi minimum est de 0.5 mm, ce qui permet la création de pièces fines, et ainsi, plus légères.

metal 3d printed part

Tolérance d’impression SLM

Épaisseur de couche standard

150 µm

Épaisseur de paroi minimum

0.5 mm

Détail minimum

1 mm

Espacement minimum

Ne s’applique pas

Taille max d’un objet brut

325 x 250 x 250 mm

Rétrécissement

Cela peut arriver

Précision

± 0.1 mm

Frittage Laser Direct de Métal (Direct Metal Laser Sintering ou DMLS)

Le Frittage Laser Direct de Métal est une technologie d’impression de métal, qui fonctionne de façon très similaire à la technologie SLM, la seule différence, c’est leur température de fusion. Le DMLS n’a pas besoin de faire fondre entièrement la poudre, de ce fait le délai de refroidissement est plus court avec cette technique. 

Les propriétés des objets imprimés avec cette technique seront similaires à ceux imprimés en SLM, mais avec un plus haut niveau de détail puisque les couches sont plus fines. 

metal 3d printed part

Tolérances d’impression du Frittage Laser Direct de Métal (DMLS) 

Épaisseur standard de couche

30- 40 µm

Épaisseur minimum des parois

2 mm

Détail minimum

1 mm

Espacement minimum

Ne s’applique pas

Taille max d’un objet brut

325 x 250 x 250 mm

Rétrécissement

Possible

Précision

± 0.2 mm

Projection de liant (ou Binder Jetting)

La projection de liant produit des pièces couche par couche, grâce à un agent liant. Il s’agit aussi de la technique d’impression 3D métal la plus rapide et la moins chère. Cette technologie est parfaite pour créer des décorations ou de la joaillerie, mais aussi de petites pièces.
MetalBinderJetting

Tolérances d’impression 3D pour projection de liant

Épaisseur de couche standard

100 µm

Épaisseur de paroi minimum

1.1- 3.2 mm

Détail minimum

0.8 mm

Espacement minimum

Ne s’applique pas

Taille max objet brut

Hauteur: 120- 400 mm profondeur: 50- 250 mm Longueur: 50- 250 mm

Rétrécissement

± 2- 3 %

Précision

/

Moulage à la cire perdue Lost- Wax Casting

Le moulage à la cire perdue combine l’impression 3D et des techniques plus traditionnelles Cette technique peut être utilisée pour créer des modèles multiples ou un seul utilisé comme référence. 

Le moule est fait en cire grâce à l’impression 3D, il s’agit d’une réplique de l’objet fini. Une fois le moule créé, un moule en plâtre est créé par dessus. Une fois le moule créé, le métal est injecté à l’intérieur pour retirer la cire.

Cette technologie est parfaite pour créer des bijoux et des pièces en métal très précises. 

casting 3d printed parts

Tolérance d’impression 3D pour le moulage à la cire perdue

Épaisseur de couche standard

25 µm

Épaisseur minimum des parois

0.8 mm

Détail minimum

0.3- 0.4 mm

Espacement minimum

0.3 mm

Taille max d’un objet brut

Hauteur: 100- 120 mm Width: 80- 88 mm Longueur: 60- 88 mm

Rétrécissement

± 2- 3 %

 

Gardez les tolérances d’impression 3D à l’esprit

La fabrication additive peut vous aider à améliorer votre production, quelque soit votre industrie. Pour profiter de tous les avantages offerts par cette technologie, il faudra l’utiliser en respectant toutes les règles liées à chaque technologie. Respecter ces tolérances vous permettra d’éviter tous les problèmes possibles lors de l’impression !

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