Les motifs de remplissage peuvent facilement être négligés lorsque vous imprimez en 3D, mais ils font une grande différence dans votre qualité. Je me demande toujours quel est le motif de remplissage le plus solide, alors j'écris cet article pour répondre à cette question et la partager avec d'autres bricoleurs d'imprimantes 3D.

Alors, quel est le motif de remplissage le plus solide ? Cela dépend de l'application de votre impression 3D, mais en général, le motif en nid d'abeille est le motif de remplissage le plus solide. Techniquement parlant, le motif rectiligne est le plus solide lorsque la direction de la force est prise en compte, mais il est faible dans la direction opposée.

Il n'existe pas de modèle de remplissage unique, c'est pourquoi il y a tant de modèles de remplissage sur le marché, car certains sont meilleurs que d'autres en fonction de la fonctionnalité.

Poursuivez votre lecture pour obtenir plus d'informations sur la résistance des motifs de remplissage et d'autres facteurs importants pour la résistance des pièces.

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Quel est le modèle de remplissage le plus solide ?

Une étude réalisée en 2016 sur le projet a montré qu'une combinaison d'un motif rectiligne et d'un remplissage à 100 % présentait la résistance à la traction la plus élevée, avec une valeur de 36,4 Mpa.

Il s'agissait juste d'un test, vous ne voudriez donc pas utiliser un remplissage à 100 %, mais cela montre l'efficacité réelle de ce modèle de remplissage.

Le motif de remplissage le plus solide est le motif rectiligne, mais uniquement lorsqu'il est aligné sur la direction de la force ; il a ses faiblesses, il faut donc les garder à l'esprit.

En ce qui concerne la direction spécifique de la force, le motif de remplissage rectiligne est très fort dans la direction de la force, mais beaucoup plus faible contre la direction de la force.

De manière assez surprenante, le motif de remplissage rectiligne s'avère être très efficace en termes d'utilisation du plastique et s'imprime donc plus rapidement que le nid d'abeille (30 % plus rapide) et que quelques autres motifs existants.

Le meilleur modèle de remplissage est le nid d'abeille, également connu sous le nom de "cubique".

Le nid d'abeille (cubique) est probablement le motif de remplissage le plus populaire en impression 3D. De nombreux utilisateurs d'imprimantes 3D le recommandent en raison de ses qualités et de ses caractéristiques. Je l'utilise pour un grand nombre de mes impressions et je n'ai aucun problème avec lui.

Le nid d'abeille est moins résistant dans la direction de la force, mais il a une résistance égale dans toutes les directions, ce qui le rend techniquement plus solide dans l'ensemble, car on peut affirmer que la solidité d'un élément est égale à celle de son maillon le plus faible.

Le motif de remplissage en nid d'abeilles n'est pas seulement esthétique, il est aussi largement utilisé dans de nombreuses applications pour sa résistance. Même les panneaux sandwichs composites de qualité aérospatiale intègrent le motif en nid d'abeilles dans leurs pièces, ce qui vous permet de savoir qu'il a gagné ses galons.

N'oubliez pas que l'industrie aérospatiale utilise ce type de remplissage principalement en raison du processus de fabrication et non de sa résistance. Il s'agit du remplissage le plus résistant qu'elle puisse utiliser compte tenu de ses ressources, sinon elle utiliserait un modèle gyroïde ou cubique.

Pour certains matériaux, il peut s'avérer difficile d'utiliser certains motifs de remplissage, c'est pourquoi ils font de leur mieux.

Honeycomb utilise beaucoup de mouvements, ce qui ralentit l'impression.

Quel est votre motif de remplissage préféré ? from 3Dprinting

Des tests ont été effectués par un utilisateur pour déterminer l'influence des motifs de remplissage sur les performances mécaniques et ils ont révélé que les meilleurs motifs à utiliser sont soit linéaires, soit diagonaux (linéaires inclinés de 45°).

Lors de l'utilisation de pourcentages de remplissage plus faibles, il n'y avait pas beaucoup de différence entre les motifs linéaires, diagonaux ou même hexagonaux (nid d'abeille) et comme le nid d'abeille est plus lent, ce n'est pas une bonne idée de l'utiliser à de faibles densités de remplissage.

À des pourcentages de remplissage plus élevés, l'hexagonal a montré une résistance mécanique similaire à celle du linéaire, tandis que le diagonal a montré une résistance supérieure de 10 % à celle du linéaire.

Liste des motifs de remplissage les plus forts

Nous avons des motifs de remplissage qui sont connus sous le nom de 2D ou 3D.

De nombreuses personnes utilisent des remplissages 2D pour l'impression moyenne, certains peuvent être des remplissages rapides utilisés pour des modèles plus faibles, mais il existe toujours des remplissages 2D solides.

Vous avez également les remplissages 3D standard qui sont utilisés pour rendre vos impressions 3D non seulement plus solides, mais aussi plus résistantes dans toutes les directions de la force.

Ils prennent plus de temps à imprimer, mais ils font une grande différence dans la résistance mécanique des modèles imprimés en 3D, ce qui est très utile pour les impressions fonctionnelles.

Il est bon de garder à l'esprit qu'il existe de nombreuses trancheuses différentes, mais que vous utilisiez Cura, Simplify3D, Slic3r, Makerbot ou Prusa, il y aura des versions de ces motifs de remplissage forts, ainsi que des motifs personnalisés.

Les modèles de remplissage les plus solides sont les suivants :

• Grille - Remplissage 2D
• Triangles - Remplissage 2D
• Tri-Hexagone - Remplissage 2D
• Cubic - Remplissage 3D
• Cubic (subdivision) - Remplissage 3D et utilisation de moins de matériaux que Cubic
• Octet - Remplissage 3D
• Quarter Cubic - Remplissage 3D
• Gyroid - Augmentation de la force pour un poids plus faible

Gyroid et rectilinear sont deux autres excellents choix connus pour leur grande résistance. Gyroid peut avoir des problèmes d'impression lorsque la densité de remplissage est faible, il faudra donc procéder par essais et erreurs pour obtenir de bons résultats.

La subdivision cubique est un type de produit très résistant et rapide à imprimer. Il a une résistance étonnante en 3 dimensions et de longues trajectoires d'impression droites qui lui permettent d'avoir des couches de remplissage plus rapides.

Quel est le pourcentage de remplissage le plus élevé ?

Un autre facteur important pour la résistance des pièces est le pourcentage de remplissage qui donne aux pièces une plus grande intégrité structurelle.

Si l'on y réfléchit, plus il y a de plastique au milieu d'une pièce, plus elle est résistante, car la force doit traverser une masse plus importante.

La réponse évidente est que le remplissage à 100 % sera le pourcentage de remplissage le plus fort, mais ce n'est pas tout. Nous devons équilibrer le temps d'impression et le matériel avec la résistance de la pièce.

La densité de remplissage moyenne appliquée par les utilisateurs d'imprimantes 3D est de 20 %, ce qui est également la valeur par défaut de nombreux programmes de découpe.

Il s'agit d'une densité de remplissage idéale pour les pièces esthétiques qui ne supportent pas de charge, mais pour les pièces fonctionnelles qui ont besoin de résistance, nous pouvons certainement aller plus loin.

Il est bon de savoir qu'à partir d'un pourcentage de filament très élevé, comme 50 %, les rendements diminuent considérablement en ce qui concerne le renforcement des pièces.

Ils rendent également vos pièces plus lourdes, ce qui les rend encore plus susceptibles de se casser en raison de la physique et de la force, car Masse x Accélération = Force nette.

Quel est le modèle de remplissage le plus rapide ?

Le motif de remplissage le plus rapide est sans aucun doute le motif des lignes que vous avez peut-être vu dans des vidéos et des photos.

C'est probablement le motif de remplissage le plus populaire et il est utilisé par défaut dans de nombreux logiciels de slicer. Il a une résistance décente et utilise une faible quantité de filament, ce qui en fait le motif de remplissage le plus rapide, si ce n'est qu'il n'y a pas de motif du tout.

Quels sont les autres facteurs qui rendent les impressions 3D solides ?

Bien que vous soyez venu ici en cherchant des motifs de remplissage pour la solidité, l'épaisseur des parois ou le nombre de parois a un impact plus important sur la solidité de la pièce et il y a beaucoup d'autres facteurs. Une excellente ressource pour des impressions 3D solides est cet article de GitHub.

Certains utilisateurs d'imprimantes 3D ont mis au point un produit très intéressant qui permet de renforcer les pièces imprimées en 3D : le Smooth-On XTC-3D High Performance Coating (revêtement haute performance).

Il est conçu pour donner aux impressions 3D une finition lisse, mais il a également pour effet de rendre les pièces 3D légèrement plus solides, car il ajoute une couche autour de l'extérieur.

Qualité du filament

Tous les filaments ne sont pas fabriqués de la même façon, alors assurez-vous d'obtenir des filaments d'une marque réputée et fiable pour obtenir la meilleure qualité possible. J'ai récemment publié un article sur la durée de vie des pièces imprimées en 3D qui contient des informations à ce sujet, alors n'hésitez pas à y jeter un coup d'œil.

Mélange de filaments/composites

Au lieu d'utiliser le PLA habituel, vous pouvez opter pour le PLA plus ou le PLA mélangé à d'autres matériaux tels que le bois, la fibre de carbone, le cuivre et bien d'autres encore.

J'ai un guide ultime des filaments qui détaille un grand nombre des différents matériaux de filaments disponibles.

Orientation de l'impression

Il s'agit d'une méthode simple mais négligée qui peut renforcer vos impressions. Les points faibles de vos impressions seront toujours les lignes de calque.

Les informations tirées de cette petite expérience devraient vous permettre de mieux comprendre comment positionner vos pièces pour l'impression. Il peut suffire de faire pivoter votre pièce de 45 degrés pour plus que doubler la force de votre impression.

Si l'utilisation excessive de matériaux et les longs délais d'impression ne vous dérangent pas, vous ne pouvez pas vous tromper en optant pour la configuration de densité d'impression "solide".

Il existe un terme spécial appelé anisotropie, qui signifie qu'un objet a la plus grande partie de sa force dans la direction XY plutôt que dans la direction Z. Dans certains cas, la tension de l'axe Z peut être 4 à 5 fois plus faible que la tension de l'axe XY.

Les pièces 1 et 3 étaient les plus faibles parce que la direction du motif du remplissage était parallèle aux bords de l'objet, ce qui signifie que la principale force de la pièce provenait de la faible force d'adhérence du PLA, qui est très faible pour les petites pièces.

Une simple rotation de 45 degrés permet de doubler la résistance des pièces imprimées.

Nombre de coquilles/périmètres

Les coques sont définies comme toutes les parties extérieures ou proches de l'extérieur du modèle qui sont les contours ou les périmètres extérieurs de chaque couche. En termes simples, il s'agit du nombre de couches à l'extérieur d'une impression.

Les coques ont un impact considérable sur la résistance de la pièce, l'ajout d'une seule coque supplémentaire pouvant techniquement conférer à la pièce la même résistance qu'un remplissage supplémentaire de 15 % sur une pièce imprimée en 3D.

Lors de l'impression, les coques sont les parties qui sont imprimées en premier pour chaque couche. Gardez à l'esprit que cela augmentera, bien sûr, votre temps d'impression et qu'il y a donc un compromis à faire.

Épaisseur de la coquille

En plus d'ajouter des coques à vos impressions, vous pouvez augmenter l'épaisseur de la coque afin d'accroître la résistance de la pièce.

L'épaisseur de la carapace permet de poncer la pièce et de conserver l'aspect original du modèle.

L'épaisseur de la coque est normalement évaluée à un multiple du diamètre de la buse, principalement pour éviter les imperfections d'impression.

Le nombre et l'épaisseur des murs entrent également en ligne de compte, mais ils font déjà techniquement partie de la coque et en sont les parties verticales.

Sur-extrusion

Une sur-extrusion d'environ 10 à 20 % dans vos paramètres donnera plus de résistance à vos pièces, mais vous constaterez une réduction de l'esthétique et de la précision. Il vous faudra peut-être quelques essais et erreurs pour trouver un débit qui vous convienne, alors utilisez-le à votre avantage.

Petites couches

My3DMatter a constaté qu'une hauteur de couche plus faible affaiblit un objet imprimé en 3D, bien que cela ne soit pas concluant et qu'il y ait probablement de nombreuses variables qui influencent cette affirmation.

En contrepartie, le passage d'une buse de 0,4 mm à une buse de 0,2 mm doublera le temps d'impression, ce que la plupart des gens éviteraient.

Pour obtenir une pièce imprimée en 3D vraiment solide, vous devez avoir un bon modèle et un bon pourcentage de remplissage, ajouter des couches solides pour stabiliser la structure de remplissage, ajouter plus de périmètres aux couches supérieures et inférieures, ainsi qu'à l'extérieur (coques).

Une fois tous ces facteurs réunis, vous obtiendrez une pièce extrêmement durable et solide.

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