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Modification de la dureté des pièces imprimées en TPU 90A Powder à l’aide de l’éditeur de paramètres d’impression PreForm

Modification de la dureté des pièces imprimées en TPU 90A Powder à l’aide de l’éditeur de paramètres d’impression PreForm

TPU 90A Powder est un matériau fantastique pour l’impression de pièces élastomères de haute qualité avec la Fuse 1+ 30W, mais la dureté élevée de la poudre de base en fait un choix inefficace pour certaines applications. Avoir un matériau différent pour chaque dureté serait peu pratique pour un flux de travail efficace sur une seule imprimante.

En utilisant l’éditeur de paramètres d’impression PreForm, vous pouvez modifier la dureté de TPU 90A Powder. Pour de nombreuses applications d’impression, la modification des paramètres permet d’obtenir des impressions de haute qualité avec la dureté exacte souhaitée. Contrairement au changement de matériaux, le changement de paramètres d’impression ne nécessite aucun nettoyage ou modification supplémentaire entre les impressions. Vous pouvez imprimer des pièces de dureté différente les unes après les autres, le tout dans le même flux de travail. Cependant, l’utilisation de l’éditeur de paramètres d’impression comporte des risques qui peuvent entraîner l’échec de certaines pièces ou l’absence de résolution de certaines caractéristiques comme elles le seraient à une dureté de 90A.

Deux paramètres principaux permettent de contrôler la dureté des pièces imprimées avec TPU 90A Powder :

ParamètreEffet
Puissance du laser pour le remplissage

Des puissances de laser plus faibles ne frittent pas le TPU aussi densément, ce qui donne un matériau plus souple.

Si la Fill Laser Power (Puissance du laser pour le remplissage) est trop faible, la pièce risque de ne pas du tout être frittée et les détails ne seront pas résolus.

Espacement du hachurage de remplissage

Un espacement plus large des balayages laser sous-fritte le matériau, ce qui le rend beaucoup plus souple.

Si l’espacement des lignes de remplissage est trop large, des défauts très visibles apparaîtront à la surface en raison de l’espacement et des morceaux risquent de se détacher de la pièce.

Sélection et modification des paramètres d’impression

Remarque :

L’analyse ci-dessous et les données d’essai fournies à la fin de cet article sont valables pour les imprimantes Fuse 1+ 30W. Bien que cette technique fonctionne également avec les imprimantes Fuse 1, les modifications des paramètres et la dureté des pièces qui en résultent seront probablement différentes et nécessiteront des tests supplémentaires.

Une gamme de valeurs de puissance du laser pour le remplissage et d’espacement des lignes de remplissage produira des pièces utilisables à différentes duretés :

  • Puissance du laser pour le remplissage : 15 000–28 500 mW
  • Espacement des lignes de remplissage : 0,12–0,45 mm

Avis :

Ne pas régler la puissance du laser pour le remplissage à plus de 28 500 mW. La fumée provenant de la poudre laser peut endommager les composants optiques de l’imprimante.

Le résultat de la modification de ces paramètres peut être vu ici. Les données brutes utilisées pour créer ce graphique sont données ci-dessous.

Dureté des pièces Remplir l’espacement des hachures et la puissance du laser de remplissage

Dureté des pièces Remplir l’espacement des hachures et la puissance du laser de remplissage

Des duretés Shore aussi basses que 38 Shore A ont été obtenues lors des essais. En général, l’espacement des lignes de remplissage joue un rôle beaucoup plus important dans la détermination de la dureté, la puissance du laser de remplissage amplifiant l’effet. Par exemple, pour une dureté de 60 Shore A, un bon point de départ serait un espacement des lignes de remplissage de 0,35 mm et une puissance du laser de remplissage de 21 000 mW.

Suivez les instructions de la section Utilisation de l’éditeur de paramètres d’impression PreForm (SLS) pour modifier les paramètres d’impression.

Téléchargements d’exemples de paramètres d’impression

Voici des exemples de paramètres d’impression pour obtenir une dureté Shore de 40A, 50A, 60A et 80A en utilisant TPU 90A Powder. Utilisez-les comme point de départ pour développer vos propres paramètres d’impression, ainsi que le graphique ci-dessus et les données d’essai ci-dessous.

Effet de l’espacement des lignes de remplissage sur la qualité des pièces

À un espacement des lignes de remplissage de 0,45 mm, il y a des effets de surface visibles dus à l’espacement des lignes, mais les détails sont généralement bien reproduits. Les pièces épaisses peuvent encore être imprimées avec des espacements plus larges, mais elles peuvent présenter des défauts importants, comme indiqué ci-dessous. Formlabs ne recommande pas d’imprimer des pièces fines avec un espacement supérieur à 0,45 mm.

Pièces imprimées en TPU 90A Powder avec un espacement des lignes de remplissage de 0,55 et 0,26 mm

À gauche : une pièce imprimée avec un Fill Hatch Spacing (Espacement des lignes de remplissage) de 0,55 mm
À droite : une pièce d’une dureté à peu près équivalente, mais avec un Fill Hatch Spacing (Écart entre les lignes de remplissage) de 0,26 mm
Ces deux pièces ont été imprimées avec la surface plane parallèle au lit d’impression, de sorte que l’effet rappelant les lignes de couche est purement le résultat de l’espacement des scans. La texture de la surface est également nettement plus mauvaise au sommet de la pièce imprimée avec l’espacement plus large.

Effet des variations de dureté sur les propriétés mécaniques

Lorsque la dureté Shore d’une pièce diminue, la densité apparente diminue également, la pièce devenant plus mousseuse au niveau microscopique. Cela a un impact sur les propriétés mécaniques autres que la dureté, ainsi que sur l’étanchéité des pièces. Si vous prévoyez d’utiliser la pièce dans une application qui nécessite une certaine résistance mécanique et à l’usure, assurez-vous de tester la pièce dans son intégralité.

Comme le matériau n’est que partiellement fritté, de nombreuses propriétés, notamment l’allongement à la rupture (EAB), la résistance à la traction ultime (UTS) et la rigidité, diminuent fortement. Cela est facile à voir sur des bandes longues comme les barres de traction de cette image. La barre arrière a une dureté Shore de 40A, la barre centrale a une dureté de 60A et la barre avant a une dureté de 80A. L’échantillon 40A fléchit jusqu’à la surface de travail sous son propre poids.

Barres de traction à différentes duretés

Pour quantifier cet effet plus précisément, consultez les graphiques ci-dessous. La réduction de la dureté de 90A à 80A diminue également la résistance à la rupture par traction et la déformation maximale des pièces de plus de 50 %. Cela augmente le risque de déchirement des pièces lors du dépoudrage, ce qui peut endommager les détails fins.

Résistance à la rupture Dureté Shore A pour les pièces imprimées en TPU 90A Powder
Déformation maximale vs. Dureté Shore A pour les pièces imprimées en TPU 90A Powder

Mises en garde

  • Plus la dureté diminue, plus le risque de problèmes d’impression augmente.
  • Puisque la dureté de 90A est la dureté du matériau en vrac, il n’est pas possible d’augmenter de manière significative la dureté au-delà de 90A.
  • Les variations de température du lit d’impression varient d’une imprimante à l’autre et d’une impression à l’autre. Cela peut avoir un effet sur la dureté de la pièce obtenue. En général, il faut s’attendre à une variation de +/- 5 Shore A tout au long d’une impression donnée. La variation sera d’autant plus faible que la dureté se rapproche de celle du matériau en vrac (90A).

Données brutes des tests

Le tableau ci-dessous présente les données brutes des tests de Formlabs sur l’effet de la puissance du laser de remplissage et de l’espacement des hachures de remplissage sur la dureté Shore. Reportez-vous à ces données pour développer vos propres paramètres d’impression.

Fill Laser Power (Puissance du laser pour le remplissage) Fill Hatch Spacing (Remplissage des espaces dans les lignes de balayage) Rigidité
15 000 0,35 37,7
18 000 0,12 90,1
18 625 0,26 66,3
19 400 0,43 40,4
20 000 0,12 88,5
21 100 0,33 62,7
22 160 0,48 43,6
23 150 0,22 78,6
24 000 0,38 62,3
25 000 0,12 89,8
25 250 0,52 45,3
25 800 0,28 74,9
27 000 0,12 90,6
28 500 0,12 89,8
28 500 0,12 91,4
28 500 0,13 90,7
28 500 0,1325 89,5
28 500 0.135 91.1
28 500 0,14 91,6
28 500 0,15 93.2
28 500 0,16 89.1
28 500 0.175 87,7
28 500 0,2 92.2
28 500 0,25 83.6
28 500 0,25 80.4
28 500 0,3 80.2
28 500 0,35 73.7
28 500 0,4 74.2
28 500 0,4 77,7
28 500 0,45 63.8
28 500 0,5 57.1
28 500 0,55 49.5