Les impressions 3D ont de nombreuses utilisations fonctionnelles qui peuvent nécessiter une bonne dose de résistance pour fonctionner correctement. Même si vous avez des impressions 3D esthétiques, vous aurez toujours besoin d'un certain niveau de résistance pour qu'elles puissent tenir le coup.

J'ai décidé d'écrire un article détaillant comment vous pouvez rendre vos pièces imprimées en 3D plus résistantes, vous permettant ainsi d'avoir plus confiance dans la durabilité des objets que vous fabriquez.

Poursuivez votre lecture pour obtenir de bons conseils sur la manière d'améliorer et de renforcer vos impressions 3D.

Pourquoi vos impressions 3D sont-elles molles, faibles et cassantes ?

La principale cause de fragilité des impressions 3D est l'accumulation d'humidité dans le filament. Certains filaments 3D ont naturellement tendance à absorber l'humidité de l'air en raison d'une surexposition. Essayer de chauffer à haute température un filament qui a absorbé de l'humidité peut provoquer des bulles et des éclatements, ce qui affaiblit l'extrusion.

Il y a plusieurs façons de sécher efficacement le filament, la première étant de placer la bobine de filament dans un four à basse température.

Vous devez d'abord vous assurer que la température de votre four est correctement calibrée à l'aide d'un thermomètre, car les températures du four peuvent être assez imprécises, surtout à basse température.

Une autre méthode plus populaire consiste à utiliser un séchoir à filaments spécialisé, comme le SUNLU Filament Dryer d'Amazon. La plupart des personnes qui l'utilisent sont très satisfaites de leurs résultats, car elles ont pu sauver des filaments qu'elles pensaient ne plus être efficaces.

Il y a eu quelques critiques mitigées, des personnes disant qu'il ne chauffait pas assez, mais il peut s'agir d'unités défectueuses.

Un utilisateur qui imprime en 3D du nylon, qui est connu pour absorber l'humidité, a utilisé le séchoir de filaments SUNLU et a déclaré que ses impressions sont maintenant propres et belles.

Je vous recommande d'utiliser une couche d'isolation supplémentaire, comme un grand sac en plastique ou une boîte en carton, pour conserver la chaleur.

La densité de remplissage et l'épaisseur des parois sont d'autres facteurs qui peuvent contribuer à une impression molle, faible et cassante. Je vais vous présenter ci-dessous les méthodes permettant d'améliorer la résistance de vos impressions 3D.

Comment renforcer et rendre les impressions 3D plus solides ? PLA, ABS, PETG et autres

1. utiliser des matériaux plus résistants

Au lieu d'utiliser des matériaux connus pour être faibles dans certains cas, vous pouvez choisir d'utiliser des matériaux qui peuvent résister à des forces ou à des impacts importants.

Je recommanderais d'opter pour un produit comme le Polycarbonate avec renforcement en fibre de carbone d'Amazon.

Ce filament est de plus en plus apprécié par la communauté de l'impression 3D pour la solidité qu'il apporte aux impressions 3D. Il a reçu plus de 600 évaluations et se situe actuellement à 4,4/5,0 à l'heure où nous écrivons ces lignes.

L'avantage de ce matériau est sa facilité d'impression par rapport à l'ABS, qui est un autre matériau plus résistant utilisé par les utilisateurs.

Un autre filament largement utilisé pour les impressions 3D fonctionnelles ou pour la résistance en général est le filament OVERTURE PETG 1,75 mm, connu pour être un peu plus résistant que le PLA, et toujours assez facile à imprimer en 3D.

2. augmenter l'épaisseur de la paroi

L'une des meilleures méthodes pour renforcer vos impressions 3D est d'augmenter l'épaisseur de la paroi. L'épaisseur de la paroi est simplement l'épaisseur de la paroi extérieure de votre impression 3D, mesurée par le "nombre de lignes de la paroi" et la "largeur de la ligne extérieure".

L'épaisseur de la paroi ne doit pas être inférieure à 1,2 mm. Je recommande une épaisseur minimale de 1,6 mm, mais pour plus de solidité, vous pouvez tout à fait augmenter l'épaisseur.

L'augmentation de l'épaisseur des parois présente également l'avantage d'améliorer les porte-à-faux et de rendre les impressions 3D plus étanches.

3. augmenter la densité des zones intercalaires

La quantité de remplissage nécessaire dépend principalement de l'objet que vous créez, mais en règle générale, vous devez avoir un remplissage d'au moins 20 % pour assurer une bonne résistance.

Si l'on veut aller plus loin, il est possible de porter ce taux à plus de 40 %, mais l'augmentation de la densité des zones intercalaires a un rendement décroissant.

Plus vous l'augmentez, moins la résistance de votre pièce imprimée en 3D sera améliorée. Je recommanderais d'abord d'augmenter l'épaisseur de la paroi avant d'augmenter la densité de remplissage à un niveau aussi élevé.

En général, les utilisateurs d'imprimantes 3D ne dépassent pas 40 %, sauf s'ils ont besoin d'une fonctionnalité réelle et que l'impression est destinée à supporter une charge.

Dans de nombreux cas, même un remplissage de 10 % avec un motif de remplissage cubique donne d'excellents résultats en termes de résistance.

4. utiliser un modèle de remplissage fort

L'utilisation d'un motif de remplissage conçu pour la solidité est une bonne idée pour renforcer vos impressions 3D et les consolider. Lorsqu'il s'agit de solidité, les gens ont tendance à utiliser la grille ou le motif cubique (nid d'abeille).

Le motif triangulaire est également très efficace pour la résistance, mais vous devrez avoir une bonne épaisseur de couche supérieure pour obtenir une surface plane.

Les motifs de remplissage sont étroitement liés à la densité de remplissage, certains motifs de remplissage à une densité de remplissage de 10 % étant beaucoup plus puissants que d'autres. Le motif Gyroid est connu pour être performant à de faibles densités de remplissage, mais il ne s'agit pas d'un motif de remplissage très puissant dans l'ensemble.

Gyroid est plus adapté aux filaments flexibles et à l'utilisation de filaments dissolvables comme le HIPS.

Pendant que vous découpez votre impression 3D, vous pouvez vérifier la densité du remplissage en consultant l'onglet "Aperçu".

5. changement d'orientation (direction d'extrusion)

Le simple fait de placer les impressions horizontalement, en diagonale ou verticalement sur votre lit d'impression peut modifier la force des impressions en raison de la direction dans laquelle les impressions 3D sont créées.

Certaines personnes ont effectué des tests sur des impressions 3D rectangulaires orientées dans différentes directions et ont constaté des changements significatifs dans la résistance des pièces.

C'est principalement lié à la direction de construction et à la façon dont les impressions 3D sont construites à partir de couches séparées qui s'assemblent. Lorsqu'une impression 3D se casse, c'est généralement à cause d'une séparation des lignes de couche.

Ce que vous pouvez faire, c'est déterminer dans quelle direction votre pièce imprimée en 3D aura le plus de poids et de force, puis orienter la pièce de manière à ce que les lignes de calque ne soient pas dans la même direction, mais à l'opposé.

Un exemple simple est celui d'un support d'étagère, où la force est dirigée vers le bas. 3D-Pros a montré comment ils ont imprimé en 3D un support d'étagère dans deux orientations. L'une a échoué lamentablement, tandis que l'autre a résisté.

Au lieu d'avoir l'orientation à plat sur la plaque de construction, vous devriez imprimer en 3D le support d'étagère sur le côté, de sorte que ses couches soient construites en travers plutôt que le long de la partie qui a une force sur elle et qui est plus susceptible de se briser.

Cela peut être déroutant à première vue, mais vous pouvez mieux comprendre en le visualisant.

Consultez la vidéo ci-dessous pour obtenir des conseils sur l'orientation de vos impressions 3D.

6. régler le débit

Si vous décidez d'ajuster votre débit, vous devez le faire de manière relativement limitée, car vous risquez de provoquer une sous-extrusion ou une sur-extrusion.

Vous pouvez ajuster le flux pour des parties spécifiques de votre impression 3D, comme le "flux de paroi" qui comprend le "flux de paroi extérieure" & ; "flux de paroi intérieure", "flux de remplissage", "flux de support", et plus encore.

Cependant, dans la plupart des cas, l'ajustement du débit est une solution temporaire à un autre problème. Il est donc préférable d'augmenter directement la largeur de la ligne plutôt que d'ajuster les débits.

7. largeur de ligne

Cura, un slicer populaire, mentionne que l'ajustement de la largeur de ligne à un multiple pair de la hauteur de couche de votre impression peut en fait rendre vos objets imprimés en 3D plus résistants.

Essayez de ne pas trop ajuster la largeur de ligne, tout comme le débit, car cela peut conduire à une extrusion excessive ou insuffisante. C'est une bonne idée d'ajuster la vitesse d'impression pour ajuster indirectement le débit et la largeur de ligne dans une certaine mesure.

8. diminuer la vitesse d'impression

L'utilisation d'une vitesse d'impression plus faible, comme mentionné ci-dessus, peut augmenter la résistance des impressions 3D car elle peut laisser plus de matière pour combler les lacunes qui se produiraient si la vitesse était trop élevée.

Si vous augmentez la largeur de ligne, vous devez également augmenter la vitesse d'impression afin de maintenir un débit plus constant, ce qui peut également améliorer la qualité d'impression lorsque l'équilibre est respecté.

Si vous réduisez votre vitesse d'impression, vous devrez peut-être diminuer la température d'impression pour tenir compte de l'augmentation de la durée pendant laquelle votre filament sera chauffé.

9. réduire le refroidissement

Un refroidissement trop rapide des pièces peut entraîner une mauvaise adhérence des couches, car le filament chauffé n'a pas le temps de se lier correctement à la couche précédente.

En fonction du matériau que vous imprimez en 3D, vous pouvez essayer de réduire la vitesse de votre ventilateur de refroidissement, afin que vos pièces puissent s'assembler solidement pendant le processus d'impression.

Le PLA fonctionne mieux avec un ventilateur de refroidissement assez puissant, mais on peut essayer d'équilibrer cela avec la température d'impression, la vitesse d'impression et le débit.

10. utiliser des couches plus épaisses (augmenter la hauteur des couches)

L'utilisation de couches plus épaisses permet une meilleure adhérence entre les couches. Les couches plus épaisses présentent plus d'espace entre les parties adjacentes des couches. Des tests ont montré que des couches plus épaisses produisent des impressions 3D plus résistantes.

Il a été démontré qu'une hauteur de couche de 0,3 mm est plus performante qu'une hauteur de couche de 0,1 mm dans la catégorie de la résistance. Essayez d'utiliser une hauteur de couche plus importante si la qualité d'impression n'est pas essentielle pour l'impression 3D en question. Cela permet également d'accélérer les temps d'impression.

Consultez la vidéo ci-dessous pour plus de détails sur les tests de résistance pour différentes hauteurs de couches.

11. augmenter la taille de la buse

Non seulement vous pouvez réduire le temps d'impression de vos impressions 3D, mais vous pouvez également augmenter la résistance de vos pièces en utilisant un diamètre de buse plus grand, comme 0,6 mm ou 0,8 mm.

La vidéo ci-dessous, réalisée par ModBot, présente le processus d'impression, la rapidité avec laquelle il a pu imprimer, ainsi que la résistance accrue obtenue grâce à l'augmentation de la hauteur des couches.

Elle est liée à l'augmentation du débit et de la largeur de la couche, ce qui permet d'obtenir une pièce plus rigide. Elle améliore également la fluidité de l'extrusion du filament et l'adhérence de la couche.

Autres choses à essayer pour renforcer les impressions 3D

Recuit des impressions 3D

Le recuit des impressions 3D est un processus de traitement thermique qui consiste à soumettre les objets imprimés en 3D à une température plus élevée afin de renforcer leur intégrité. Selon les tests effectués par Fargo 3D Printing, la résistance des objets imprimés a augmenté de 40 %.

Vous pouvez consulter la vidéo de Josef Prusa sur le recuit, dans laquelle il teste 4 matériaux différents - PLA, ABS, PETG, ASA - pour voir quels types de différences se produisent lors du recuit.

Placage électrolytique des impressions 3D

Cette pratique, de plus en plus répandue car pratique et abordable, consiste à immerger la pièce à imprimer dans une solution d'eau et de sels métalliques, puis à la faire traverser par un courant électrique, ce qui provoque la formation de cat-ions métalliques, comme une fine couche, autour d'elle.

Il en résulte des impressions 3D durables. Le seul inconvénient est que plusieurs couches peuvent être nécessaires si vous souhaitez une impression plus résistante. Les matériaux de placage comprennent le zinc, le chrome et le nickel. Ces trois matériaux sont ceux qui ont le plus d'applications industrielles.

Il s'agit simplement d'orienter le modèle de manière à ce que le point le plus faible, à savoir la limite de la couche, ne soit pas trop exposé, ce qui permet d'obtenir des impressions 3D plus solides.

Pour en savoir plus sur la galvanoplastie des impressions 3D, consultez la vidéo ci-dessous.

Découvrez une autre excellente vidéo sur la galvanoplastie, avec des instructions simples sur la façon d'obtenir de superbes finitions sur vos modèles.

Comment renforcer les impressions 3D finies : utilisation d'une couche d'époxy

Lorsque vous avez terminé l'impression du modèle, vous pouvez appliquer correctement une résine époxy pour renforcer le modèle après l'impression. La résine époxy, également connue sous le nom de polyépoxyde, est un durcisseur fonctionnel, utilisé pour renforcer votre modèle imprimé.

À l'aide d'un pinceau, appliquez délicatement la couche d'époxy sur les impressions 3D de manière à ce que l'époxy ne coule pas. Utilisez des pinceaux plus petits pour les crevasses et les coins difficiles à atteindre afin que chaque partie de l'extérieur soit bien couverte.

Un revêtement époxy très populaire pour l'impression 3D, avec lequel des tonnes de gens ont eu du succès, est le revêtement XTC-3D High Performance Print Coating d'Amazon.

Il fonctionne avec toutes sortes de matériaux imprimés en 3D comme le PLA, l'ABS, les impressions SLA, ainsi que le bois, le papier et d'autres matériaux.

Un kit de cette époxy est très durable car il n'est pas nécessaire d'en utiliser beaucoup pour obtenir de bons résultats.

Après le durcissement de l'époxy, vous obtenez une résistance supplémentaire et une surface claire et brillante d'un bel aspect.

C'est une chose simple à faire, mais si vous voulez en savoir plus sur l'application d'une couche d'époxy sur les impressions 3D, regardez la vidéo de Matter Hackers.

Comment renforcer les impressions 3D en résine

Pour renforcer les impressions 3D en résine, augmentez l'épaisseur de la paroi du modèle s'il est évidé à environ 3 mm. Vous pouvez augmenter la durabilité en ajoutant environ 25 % de résine flexible à la cuve de résine afin d'obtenir une certaine résistance à la flexion. Veillez à ne pas trop durcir le modèle, ce qui pourrait rendre la résine cassante.