Créer des modèles plus grands que le volume d'impression de votre imprimante 3D

Lorsque vous déterminez ce qui est possible avec une imprimante 3D de bureau, pensez au-delà du volume d'impression. Tout comme les assemblages, tels que votre smartphone ou même un pont routier, qui sont constitués de nombreux blocs de construction individuels, diviser un modèle en parties plus petites pouvant être combinées après l'impression est une excellente solution pour créer des objets plus grands que ceux d'une plateforme de fabrication.
La scission d'une pièce peut également être le meilleur moyen d'obtenir un résultat de haute qualité, même si toute la pièce peut s'intégrer dans une construction unique. C'est le cas lorsque plusieurs surfaces ou des surfaces opposées doivent être exemptes de marques de support, si un design présente des surplombs complexes ou si un modèle contient des cavités qui emprisonneraient la résine liquide à l'intérieur.

L'impression 3D de plusieurs pièces ouvre également de nouvelles possibilités, telles que la création d'assemblages multi-matériaux ou la combinaison de pièces imprimées 3D rigides et flexibles afin de simuler un surmoulage.
Lorsque vous choisissez une méthode de liaison, votre principale considération doit être la résistance des joints collés, qui dépend du cas d'utilisation finale des pièces :

• Fixation chimique : Utilisez un agent de liaison pour la création artistique, les modèles réduits et les formes complexes qui ne sont pas destinés à une utilisation fonctionnelle ni à un impact durable.
• Fixation mécanique : Ajoutez un filetage ou des poches aux pièces techniques fonctionnelles qui nécessitent une connexion mécanique robuste ou si vous devez attacher et détacher des composants à plusieurs reprises. Ce guide se concentrera sur la création de grands modèles 3D imprimés par stéréolithographie (SLA) en plusieurs pièces à l'aide d'une fixation chimique. Poursuivez votre lecture pour une procédure pas à pas, du fractionnement de votre modèle au post-traitement pour une finition professionnelle. professional finish.

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Étape 1 : Fractionnement de votre modèle

Deux méthodes sont recommandées pour le fractionnement de modèles : ajouter des caractéristiques à votre design qui permettent aux impressions de s'aligner ou diviser simplement les pièces en coupes droites, ce qui vous oblige à les aligner pendant le processus de fixation.

Quelle que soit la méthode choisie, si vous avez un grand nombre de pièces, il est également judicieux d'ajouter un identifiant unique (lettres, chiffres) à chaque pièce afin de vous aider à résoudre le casse-tête lors de l'assemblage.

Ajoutez des aligneurs

Utilisez l'outil de CAO de votre choix pour diviser votre modèle et ajouter des aligneurs de base tels que des fentes, des goupilles, des rainures, des creux et des lèvres, ou des aligneurs plus complexes tels que des queues d'aronde et des coupes qui suivent les plis existants du modèle.

Dans un monde parfait, ces aligneurs facilitent l'alignement et l'assemblage de vos pièces, mais ils peuvent causer des problèmes lorsqu'ils se révèlent même légèrement différents de vos modèles 3D et qu'ils ne s'alignent pas parfaitement. Par conséquent, n'utilisez des aligneurs que si votre imprimante 3D SLA/SLS peut imprimer des pièces aux dimensions précises et peu susceptibles de se déformer.

Utilisez des coupes droites

Découper votre modèle en ligne droite demande moins d'efforts de conception que d’ajouter des aligneurs. Les coupes droites sont également plus tolérantes lorsque les impressions sont légèrement déformées ou qu'elles présentent généralement un degré de variation dimensionnelle plus élevé.

En revanche, les coupes droites peuvent prendre beaucoup de temps lors de l'assemblage, car vous devez aligner manuellement chaque pièce et vous assurer qu'elle reste dans la position correcte jusqu'à ce que l'adhésif les lie complètement.

Étape 2 : Impression de votre modèle

Par défaut, le processus d'impression 3D en stéréolithographie (SLA) crée des pièces entièrement denses. En fonction de votre design, cela peut ne pas être une exigence lors de l'impression d'objets volumineux. Dans de tels cas, l’impression 3D de la coque extérieure ou l'évidement de votre design sont un excellent moyen d’économiser une quantité considérable de matière et de temps. Lorsque vous imprimez des modèles creux avec une imprimante 3D SLA, veillez à ajouter des trous d'aération afin d'éviter de créer des zones de succions avec de l'air et de la résine.

Découvrez comment économiser du matériel et du temps en évidant vos modèles 3D..

Étape 3 : Collage des pièces

Nous recommandons trois méthodes pour coller des pièces, en fonction de leur taille et de leur cas d'utilisation finale :

Comparaison des méthodes de collage

Pour les plus grandes pièces et une adhérence la plus forte, utilisez un époxy de 5 à 30 minutes. Il a le temps de travail le plus long, ce qui facilite le réglage de la position de pièces plus grandes, mais cela conduit également à un processus d'assemblage plus lent. La plupart des époxys de 5 minutes ne changent pas de forme après environ cinq minutes et atteignent une polymérisation d’environ 75 % en moins d’une heure.

L'option suivante est le cyanoacrylate (CA ou Super Glue), qui crée une liaison rapide et raisonnablement solide, idéale pour les pièces de petite et moyenne taille. Nettoyez soigneusement la pièce avant de l’appliquer sur la surface, car le CA ne colle pas bien les surfaces sales. Le CA a une résistance aux chocs modérée, mais il n'est pas recommandé pour les applications à chocs élevés.
Pour les impressions plus petites, vous pouvez également utiliser simplement la résine liquide de votre imprimante 3D. Versez une petite quantité de résine de la bouteille ou de la cartouche sur un plateau, utilisez un compte-gouttes ou une seringue pour la ramasser et placez-la sur la surface à coller. Joignez les pièces et essuyez tout excès de résine qui pourrait se répandre sur les bords. Pour solidifier la résine et coller les pièces, utilisez un stylo laser UV de 5 mw (longueur d'onde 405nm) et dirigez-le vers la zone de collage autour des pièces.
Cette méthode crée une liaison chimique, comme si la pièce avait été imprimée sur votre imprimante 3D SLA, mais elle ne s'applique que sur de petites surfaces de liaison, car le stylo optique de faible puissance ne peut pas pénétrer suffisamment profondément dans le modèle pour créer une liaison solide.

Remarque : lorsque vous utilisez des résines, veillez à porter un équipement de protection comprenant une protection oculaire et des gants appropriés.

Étape 4 : Post-traitement et finition des pièces

Maintenant que vous avez terminé l'assemblage de votre modèle, l'étape finale est le post-traitement. Cette étape consiste en une correction géométrique de la pièce afin de lui assurer une surface uniforme, conforme à votre modèle 3D d'origine, ainsi qu'une finition esthétique afin d'obtenir une surface peinte cohérente.

Correction géométrique : boucher les trous et poncer

En fonction de l’exactitude de votre imprimante 3D SLA/SLS et de la taille des pièces imprimées, il est presque inévitable de laisser de légers vides ou des incorrections là où les pièces se rencontrent. Le mastic automobile (tel que Bondo 907) adhère bien à la résine et il peut être appliqué sur la surface en couches minces afin de corriger ces imprécisions. Poncer légèrement après le séchage de chaque couche aide à amener la pièce à sa forme finale.

Le ponçage vous aidera à supprimer les marques de support et toute imprécision restante de votre modèle. Commencez par poncer soigneusement la surface à l’aide d’un papier abrasif de grain 150 pour éliminer les grandes marques de support et niveler les bords au niveau des pièces. Une fois que la surface de la pièce est lisse, poncez-la avec un papier abrasif de grain ~ 320 afin d'éliminer toutes les lignes de couche restantes. Déplacez le papier de verre dans un mouvement aléatoire afin d'éviter de créer un grain. Dans la plupart des cas, ces deux étapes créent une finition suffisamment lisse, mais vous pouvez continuer à augmenter le nombre de grains de papier abrasif d'un facteur ~ 2 et à poncer humide la totalité de la pièce jusqu'à ce que la surface atteigne le fini souhaité.

Pour les pièces plus volumineuses, une combinaison de ponçage manuel et électrique peut vous faire gagner un temps considérable. Le ponçage mécanique fonctionne mieux sur les grandes surfaces planes, mais il peut facilement détruire les petites caractéristiques, les angles aigus et les contours subtils caractéristiques de l’impression SLA. Le ponçage électrique crée également beaucoup de poussière, assurez-vous donc de préparer la zone environnante.

Remarque : les outils électriques requièrent toute votre attention et le port d'un équipement de protection. Il est très facile de laisser la ponceuse immobile et d'user rapidement cette zone sans s'en rendre compte.

Une fois que vous avez fini de poncer votre modèle, rincez-le à l'eau savonneuse pour éliminer toute poussière ou débris et séchez-le soigneusement avant de passer à la dernière étape.

Finition esthétique : apprêt, masquage et peinture

L'apprêt assure l'adhérence de la peinture sur la surface et il peut vous avertir des endroits où vous devrez poncer davantage ou éliminer les marques de support que vous avez peut-être oubliées. L'apprêt pour plastique générique gris mat met exceptionnellement bien les détails en valeur. Appliquez-le sur la surface en plusieurs couches minces afin d'obtenir les meilleurs résultats. Continuez à poncer les zones critiques, appliquez à nouveau une légère couche d'apprêt et répétez ce processus jusqu'à obtention d'une surface uniforme.

Remarque : lors de l'application de l'arrêt et de la peinture, portez un équipement de protection comprenant un respirateur conçu pour les vapeurs de peinture. including a respirator designed for paint fumes.

Consultez notre guide complet pour en savoir plus sur le ponçage et l'apprêt.

Pour une finition multicolore, vous devrez masquer votre modèle. Tout d'abord, planifiez l'ordre dans lequel vous peindrez votre modèle en fonction de la couleur, de l'opacité et de la taille de la zone qui aura la couleur spécifique. Commencez par les pièces les plus petites. Vous aurez ainsi moins de surfaces à couvrir lorsque vous peignez la plus grande partie de la zone avec la couleur principale. Utilisez du ruban de peintre pour recouvrir les bords et les coins et des feuilles de papier pour couvrir plus rapidement les grandes sections. Les guidages par bande (découpés au laser) peuvent également être utiles pour créer des lignes propres, des cercles et des formes complexes.

Comme pour l'apprêt, appliquez plusieurs couches minces plutôt qu'une couche épaisse afin d'obtenir les meilleurs résultats. La plupart des peintures en aérosol fonctionnent mieux dans des conditions chaudes, légèrement humides et sans vent, mais il convient de toujours vérifier le pot de peinture spécifique ou la documentation technique afin de connaître les recommandations du fabricant.
Tenez compte du temps nécessaire au séchage de la peinture : laissez les couches reposer avant d'appliquer la même couleur et laissez la peinture sécher complètement avant d'appliquer une nouvelle couleur.

Découvrez les secrets de la peinture de pièces imprimées en 3D dans notre guide complet

…Vous vous demandez ce qui se passe lorsque toutes ces pièces sont assemblées ?

Adrian Tanner, ingénieur systèmes Formlabs Optical, a imprimé en 3D cette réplique de R2-D2 composée de 105 pièces imprimées en 3D sur une imprimante 3D Form 2 SLA. Elle contient même des composants électroniques fonctionnels, empruntés à la Form 2 - les pilotes Galvo pour émettre les sons, le distributeur de cartouches pour les lumières et le pilote d’axe Z pour le moteur du dôme.

Consultez notre page materiaux pour en savoir plus sur les résines Formlabs et demandez un échantillon gratuit pour découvrir par vous-même la qualité SLA.

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