Épaisseur de couche en impression 3D : la base de la fabrication additive

L'épaisseur de couche mesure la hauteur de chaque ajout de matière dans les procédés de fabrication additive ou impression 3D basés sur l'empilement de couches.

Il s'agit d'une des caractéristiques techniques essentielles de chaque imprimante 3D, l'épaisseur de couche équivaut à la résolution selon l'axe Z, soit l'axe de fabrication vertical.

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Gros plan d'une impression 3D qui met en évidence l'épaisseur de couches avec la technologie d'impression par Frittage Sélectif par Laser.

Exemples d'épaisseurs de couches

D'une manière générale, toutes les imprimantes 3D ne se valent pas sur le plan technique. Il existe donc des différences technologiques qui permettent des épaisseurs de couches différentes. Communément, les épaisseurs de couches des imprimantes 3D sont situées entre 16 µm et 150 µm. Toutes les imprimantes 3D offrent la possibilité de modifier ce paramètre avant de lancer une impression 3D. L'épaisseur de couche fait fortement varier le temps d'impression nécessaire. . Voici un tableau récapitulatif des différentes épaisseurs de couches en fonction des imprimantes 3D et des technologies:

Imprimante / Technologie

Épaisseur de couche

Dépôt de fil professionnelle pour production (Stratasys ...)

0.17 mm à 0.33 mm (0.007" to 0.013")

Dépôt de fil type bureau ou fablab (Makerbot, Ultimaker ...)

0.10 mm à 0.33 mm (0.004" to 0.013")

Frittage laser sélectif - aka SLS (EOS, 3D System)

0.060 mm à 0.150 mm

Dépôt de résine (Stratasys Polyjet)

0.016 mm à 0.028 mm

Liantage de matière (3D system zprinter)

0.1 mm

Stéréolithographie, DLP, solidification de résine par lumière ou laser

0.05 mm à 0.15 mm

Dépôt de cire par tête piezo-électrique (Solidscape)

0.005 mm à 0.10 mm  

Différences entre épaisseur de couche, résolution d'impression, et taille du plus petit détail possible.

L'épaisseur de couche ne doit pas être confondue avec la résolution d'impression, ni avec la taille du plus petit détail possible.

La résolution d'impression est la taille du voxel imprimé. En technologie de frittage laser, elle est liée à la taille du faisceau laser, et est typiquement de l'ordre de 120 à 150µm.

La taille du plus petit détail possible, quant à elle, est liée à la solidité du matériaux. Ainsi, même si la résolution d'impression permet théoriquement de construire un détail de 125µm sur une surface, il n'est suffisamment solide pour résister à la phase de nettoyage et finition que si il possède un diamètre de 0.5 à 0.8 mm, selon sa taille.

Lien entre épaisseur de couche et sens d'impression

L'impact de l'épaisseur de couche d'une imprimante 3D sur le résultat de l'impression dépend aussi de l'orientation choisie pour la fabrication.

En particulier, une surface plane orientée d'un faible angle par rapport à l'axe Z sera fortement impactée, et montrera, quelle que soit la technologie choisie un effet d'escalier.

L'outils Batch Control disponible pour les commandes de plus de 20 exemplaires permet de spécifier l'orientation choisie, et ainsi d'optimiser les choix de qualité vs prix.

Épaisseur de couche, vitesse d'impression en 3D et coûts des objets.

Le nombre de couches nécessaires pour la réalisation d'un objet est un paramètre essentiel du temps nécessaire pour la fabrication. Plus ces couches sont fines, plus il en faut pour fabriquer un objet d'une hauteur donnée.

Ainsi, un objet de 1 cm de haut nécessite 100 couches de 100µm (comme par exemple sur notre matériau Plastique Blanc alors qu'il nécessite 167 couches de 60µm. Ceci explique le coût plus élevé d'une impression 3D dans la même technologie avec des couches plus fines.

Comparaisons du résultat de différentes épaisseurs de couche.

Pour plus de détails, vous pouvez trouver des exemples de comparaisons d'épaisseurs de couche






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