Pour la plupart des utilisations de l'impression 3D, la précision dimensionnelle et les tolérances n'ont pas une grande importance dans nos modèles, en particulier si vous imprimez en 3D pour obtenir des modèles ou des décorations attrayants.

En revanche, si vous cherchez à créer des pièces fonctionnelles nécessitant une grande précision dimensionnelle, vous devez prendre un certain nombre de mesures pour y parvenir.

Les imprimantes 3D SLA ont généralement la meilleure résolution, ce qui se traduit par une meilleure précision dimensionnelle et de meilleures tolérances, mais une imprimante FDM bien réglée peut encore faire l'affaire. Calibrez votre vitesse d'impression, votre température et vos débits pour obtenir la meilleure précision dimensionnelle. Veillez à stabiliser votre cadre et vos pièces mécaniques.

Le reste de l'article décrit plus en détail comment obtenir la meilleure précision dimensionnelle, alors continuez à lire pour en savoir plus.

Quels sont les facteurs qui influencent votre précision dimensionnelle dans l'impression 3D ?

Avant de passer aux facteurs qui affectent la précision dimensionnelle de vos pièces imprimées en 3D, permettez-moi d'expliquer ce qu'est exactement la précision dimensionnelle.

Il s'agit simplement de la mesure dans laquelle un objet imprimé correspond à la taille et aux spécifications du fichier original.

Vous trouverez ci-dessous la liste des facteurs qui ont un impact sur la précision dimensionnelle des impressions 3D.

• Précision de la machine (résolution)
• Matériel d'impression
• Taille de l'objet
• Impact de la première couche
• Sous- ou sur-extrusion
• Température d'impression
• Débits

Comment obtenir les meilleures tolérances & ; précision dimensionnelle

L'impression 3D requiert un bon niveau de précision pour l'impression de pièces spécialisées. Cependant, si vous souhaitez imprimer avec une grande précision dimensionnelle, les facteurs suivants vous aideront à y parvenir, ainsi que les étapes mentionnées.

Précision de la machine (résolution)

La première chose à vérifier lorsque vous essayez d'améliorer votre précision dimensionnelle est la résolution réelle à laquelle votre imprimante 3D est limitée. La résolution correspond à la qualité de vos impressions 3D, mesurée en microns.

Vous verrez généralement la résolution XY et la résolution de la hauteur de la couche, qui se traduisent par la précision de chaque mouvement le long de l'axe X ou Y.

Il existe un seuil minimum de déplacement calculé de la tête d'impression. Plus ce seuil est bas, plus la précision dimensionnelle est élevée.

En ce qui concerne l'impression 3D proprement dite, nous pouvons effectuer un test d'étalonnage qui vous permettra de déterminer votre degré de précision dimensionnelle.

Je vous recommande d'imprimer vous-même un cube d'étalonnage XYZ de 20 mm (fabriqué par iDig3Dprinting sur Thingiverse) et d'en mesurer les dimensions à l'aide d'une paire de pieds à coulisse de haute qualité.

Le pied à coulisse numérique en acier inoxydable Kynup est l'un des pieds à coulisse les mieux notés sur Amazon, et pour cause : il est très précis, jusqu'à une précision de 0,01 mm, et très facile à utiliser.

Une fois que vous avez imprimé en 3D et mesuré votre cube d'étalonnage, en fonction de la mesure, vous devrez ajuster vos pas/mm directement dans le firmware de votre imprimante.

Les calculs et ajustements nécessaires sont les suivants :

E = dimension attendue

O = dimension observée

S = nombre actuel de pas par mm

ensuite :

(E/O) * S = votre nouveau nombre de pas par mm

Si vous avez une valeur comprise entre 19,90 et 20,1 mm, vous êtes dans une très bonne position.

C'est ce que décrit All3DP :

• Plus de +/- 0,5 mm, c'est mauvais
• Moins de +/- 0,5 mm en moyenne
• Moins de +/- 0,2 mm, c'est bien
• Moins de +/- 0,1 mm, c'est fantastique

Effectuez les ajustements nécessaires et vous devriez vous rapprocher de votre objectif d'obtenir la meilleure précision dimensionnelle.

• Utiliser une imprimante 3D à haute résolution (inférieure au micron) dans les axes XY et Z.
• Les imprimantes 3D SLA ont généralement une meilleure précision dimensionnelle que les imprimantes FDM.
• En ce qui concerne l'axe Z, vous pouvez obtenir des résolutions allant jusqu'à 10 microns.
• Nous voyons généralement des imprimantes 3D avec des résolutions de 20 microns à 100 microns.

Matériaux d'impression

Selon le matériau utilisé pour l'impression, il peut y avoir un rétrécissement après le refroidissement, ce qui diminue la précision des dimensions.

Si vous changez de matériau et que vous n'êtes pas habitué aux niveaux de retrait, vous devez effectuer des tests pour déterminer comment obtenir la meilleure précision dimensionnelle dans vos impressions.

Maintenant, vous pouvez opter pour :

• Si vous utilisez un autre matériau, refaites un test avec un cube d'étalonnage pour vérifier les niveaux de rétrécissement.
• Modifiez votre impression en fonction du niveau de rétrécissement de l'impression mentionnée.

Taille de l'objet

De même, la taille de l'objet est importante car les grands objets créent souvent des problèmes complexes, et l'imprécision est parfois omniprésente dans ces grands objets.

• Optez pour des objets plus petits ou divisez votre objet principal en plusieurs parties.
• La séparation d'un objet plus grand en plusieurs parties plus petites augmente la précision dimensionnelle de chaque partie.

Vérifier le mouvement des composants

Les différentes parties de la machine jouent un rôle dans le processus d'impression 3D, c'est pourquoi chacune d'entre elles doit être vérifiée avant de lancer l'impression.

• Vérifiez toutes les courroies de tension et tendez-les pour vous en assurer.
• Assurez-vous que vos tiges et rails linéaires sont tous droits.
• Vous devez également vous assurer que votre imprimante 3D est bien entretenue et utiliser un peu d'huile sur les tiges linéaires et les vis.

Améliorez votre première couche

La toute première couche est comme la première question de l'examen : si elle se passe bien, tout ira bien. De même, votre première couche peut avoir un impact durable sur le modèle d'impression en termes de précision dimensionnelle, si elle n'est pas gérée correctement.

Si vous avez maintenu la buse trop haute ou trop basse, cela aura un impact sur l'épaisseur des couches, ce qui affectera considérablement l'impression.

Outre la gestion de la précision dimensionnelle, vous devez également vous occuper des aspects suivants

• Veillez à ce que la buse soit bien éloignée du lit pour obtenir une première couche parfaite.
• Je testerais certainement vos premières couches pour voir si elles donnent de bons résultats.
• Mettez votre lit à niveau correctement et assurez-vous qu'il est à niveau lorsqu'il est chauffé afin de tenir compte d'une éventuelle déformation.
• Utiliser un lit de verre pour une surface très plate

Température d'impression

La température joue un rôle important dans l'obtention de la précision souhaitée. Si vous imprimez à une température élevée, il se peut que vous constatiez que le matériau sort en plus grande quantité et qu'il met plus de temps à refroidir.

Cela peut affecter la précision dimensionnelle de vos impressions, car la couche précédente qui n'a pas refroidi peut être affectée par la couche suivante.

• Effectuez une tour de température et trouvez la température optimale qui réduit les imperfections d'impression.
• En général, une légère réduction de la température d'impression (environ 5°C) suffit.
• Il est préférable d'utiliser la température la plus basse possible sans pour autant provoquer une sous-extrusion.

Les couches auront ainsi le temps de refroidir et vous obtiendrez une précision dimensionnelle lisse et appropriée.

Compenser lors de la conception

Une fois que vous avez défini la précision dimensionnelle de la machine, vous devriez être sur la bonne voie, mais dans certains cas, vous pouvez obtenir des dimensions qui ne sont pas aussi précises que vous le pensiez.

Ce que nous pouvons faire, c'est prendre en compte l'imprécision de certaines pièces sur le plan de la conception et apporter des modifications à ces dimensions avant de les imprimer en 3D.

Cela n'entre en ligne de compte que si vous concevez vos propres pièces, mais vous pouvez apprendre à modifier des modèles existants grâce à des tutoriels sur YouTube ou en prenant le temps de vous familiariser avec le logiciel de conception.

• Vérifiez la capacité d'impression de votre machine et définissez vos dessins en fonction de celle-ci.
• Si votre imprimante 3D ne peut imprimer que jusqu'à une certaine résolution, vous pouvez augmenter légèrement la taille des sections importantes
• Adaptez les modèles d'autres concepteurs à la capacité de tolérance de vos machines.

Ajuster le débit

La quantité de filament qui sort de la buse est directement proportionnelle à l'efficacité du dépôt et du refroidissement des couches.

Si le débit est plus lent que le débit optimal, il peut laisser des lacunes, et s'il est élevé, vous pouvez observer un excès de matière sur les couches, comme des taches et des zits.

• Essayez de trouver le bon débit pour le processus d'impression.
• Régler par petits intervalles à l'aide d'un test de débit, puis déterminer le débit qui donne les meilleurs résultats.
• Il faut toujours surveiller la sur-extrusion lors de l'augmentation du débit et la sous-extrusion lors de la diminution du débit.

Ce réglage est idéal pour lutter contre la sous-extrusion ou la sur-extrusion dans vos impressions 3D, ce qui peut avoir un impact négatif sur votre précision dimensionnelle.

Expansion horizontale dans Cura

Ce paramètre de Cura vous permet d'ajuster la taille de votre impression 3D sur l'axe X/Y. Si vous avez une impression 3D avec des trous trop grands, vous pouvez appliquer une valeur positive à votre décalage horizontal pour compenser.

Inversement, pour les trous plus petits, vous devez appliquer une valeur négative à votre décalage horizontal pour compenser.

Le rôle principal joué par ce paramètre est :

• Il compense le changement de taille qui se produit lorsque le produit se rétracte en refroidissant.
• Il vous aide à obtenir la taille exacte et les dimensions précises de votre modèle d'impression 3D.
• Si le modèle d'impression est plus petit, conservez une valeur positive et, s'il est grand, optez pour une valeur plus petite.