Conseils de conception pour l'impression 3D SLS

En suivant les principaux conseils de conception de pièces par impression 3D SLS (Selective Laser Sintering, frittage sélectif par laser) vous serez en mesure de fabriquer des pièces se démarquant par leur complexité géométrique ainsi que leurs propriétés mécaniques. En effet, la fabrication additive SLS est une technologie de choix pour concevoir des pièces industrielles de qualité.

Il existe quelques règles de conception pour l’impression 3D SLS permettant d’optimiser les caractéristiques physiques et l’esthétisme des pièces, et permettant d’assurer le succès de votre projet SLS. Découvrez-les à travers cet article !

Dimensions de l'enveloppe de fabrication maximale
Précision standard
Épaisseur de paroi
Évidement
Trous et canaux
Détails gravés et reliefs

Considérations dimensionnelles

Pour assurer la qualité des pièces fabriquées par impression 3D SLS, il est impératif de connaître et respecter certaines règles au niveau dimensionnel.

Dimensions de l'enveloppe de fabrication maximale

Puisque celles-ci peuvent beaucoup varier d’un équipement à un autre, assurez-vous de bien vérifier les limites dimensionnelles des imprimantes avec lesquelles vous travaillez ou de votre partenaire, pour en connaître les limites. 

Les équipements SLS de Solaxis permettent de fabriquer des pièces allant jusqu'à 15 x 15 x 16 po (381 x 381 x 406 mm) de dimensions. Des techniques d’assemblage sont également possibles, pour les pièces de plus grandes dimensions.

Précision standard

Les tolérances en impression 3D SLS sont de +/- 0,3 mm. Il faut aussi savoir que plus la taille de la pièce est importante, plus ce chiffre augmente.

Les pièces en thermoplastique fabriquées par impression 3D SLS peuvent être sujettes à certaines déformations dépendamment des géométries. Une bonne analyse des dessins permettra de compenser certaines mesures afin d’obtenir des requis dimensionnels conformes aux standards. De plus, il existe certaines alternatives pour limiter le gauchissement, comme l’ajout de nervures de soutien sous les surfaces planes. Si votre projet nécessite des tolérances serrées, assurez-vous d'identifier les zones critiques sur vos fichiers 2D et discutez-en avec votre spécialiste pour valider les solutions proposées. 

Épaisseur de paroi

L’épaisseur de paroi représente la distance entre les surfaces extérieures et intérieures d’une pièce. Certes, les requis mécaniques escomptés peuvent avoir une incidence sur le choix de l’épaisseur de paroi. Une épaisseur élevée confère la robustesse alors que si elle est faible, la pièce montre une certaine flexibilité. Toutefois, pour éviter que la pièce ne s’écroule durant l’impression 3D SLS ou qu’elle ne brise durant l’étape de post-traitement, certaines restrictions existent. Et ces dernières peuvent varier en fonction des matériaux. En règle générale, une épaisseur de paroi minimale de 1 mm est requise en SLS pour la majorité des matériaux, par exemple le PA11. Elle est plutôt de 2 mm pour les polyamides renforcés de fibre de carbone.

Pour des épaisseurs de parois inférieures aux recommandations, il est possible d’intégrer des supports ou des charnières pour éviter la détérioration ou le bris de la pièce.

Considérations relatives à certaines configurations

Pour atteindre les requis physiques ou pour concevoir certaines caractéristiques d’une pièce qui sera imprimée en 3D SLS, certaines stratégies doivent être déployées. Ces dernières s’accompagnent de règles de conception qui doivent être respectées pour atteindre la qualité désirée. Suivez ces quelques conseils de conception pour l’impression 3D SLS pour obtenir le résultat désiré.

Évidement

Par la nature du procédé et des effets de la chaleur générée lors de l’impression, il est préférable d’évider les pièces dans certains cas, soit de concevoir des pièces non pleines. Cela pourra être discuté plus en détails avec votre spécialiste. Ce processus permet de réduire le poids d’une pièce en imprimant des parties creuses ou de limiter les déformations. Il faudra ajouter à la composante un ou des trous d’échappement, si vous souhaitez évacuer la poudre non frittée piégée dans la pièce. 

La température requise lors de l’impression 3D SLS peut provoquer la fusion de la poudre près du ou des trous d’évasion. Ceux-ci peuvent alors être obstrués. Pour éviter ce phénomène, leur diamètre doit être supérieur à 3,5 mm.

Trous et canaux

Dans le même ordre d’idée, dépendamment des fonctionnalités de la pièce, la conception peut exiger des trous ou être dotée de canaux. Dans de telles situations, les diamètres minimums requis seront de 1,5 mm et 3 mm, respectivement.

Détails gravés et reliefs

La fabrication additive SLS permet d’imprimer du texte, des gravures ou des parties en relief. Toutefois, une certaine hauteur ou profondeur est requise afin que ces motifs soient bien définis ou non déteriorés durant l’étape de post-traitement. Ainsi, pour assurer la visibilité d’un texte par exemple, sa taille minimale doit être de plus de 2 mm et une police linéale est recommandée. Pour ce qui est des motifs gravés ou en relief, les profondeurs ou hauteurs minimales doivent être de 1 mm.

Vers plusieurs applications

Chez Solaxis, nous imprimons par SLS des pièces en thermoplastiques pour différents secteurs comme :

• L’électronique (boîtiers, couvercles);
• La santé et le médical (orthèses, boîtiers);
• L’automobile et le transport spécialisé (composantes d'intérieur, réservoirs et autres systèmes);
• L’industriel (pièces de ventilateurs, gabarits et fixations, outillages);
• La défense et la sécurité (composantes de véhicules militaires);
• L’aéronautique (diverses pièces d’intérieur d’avion certifiées).

Les connaissances et le savoir-faire de nos experts sont continuellement mis à profit pour concilier les règles de conception pour l'impression 3D SLS, les technologies et les requis physiques des pièces fabriquées par impression 3D SLS. Nous nous assurons alors d’atteindre une qualité optimale, et ce, qu’il s’agisse du développement d’un prototype, de valider une preuve de concept ou de produire en petite ou moyenne série.

Des questions sur l’impression 3D SLS ? Notre équipe se fera un plaisir de vous conseiller !