Gabarits de perçage et montages imprimés en 3D en nylon SLS : guide de conception

Pourquoi le SLS convient aux gabarits et fixations

• Surfaces de contact de forme libre. Une fixation peut suivre le contour exact d'une pièce coulée, moulée ou incurvée. En SLS, un nid profilé ne coûte pas plus cher qu'un nid plat, car le prix dépend du volume et de la taille, et non de la complexité.
• Pas de supports, pas d'outillage. Les canaux internes, les contre-dépouilles, les clips et les poignées sont imprimés en une seule pièce.
• Matériau résistant. Le PA 12 est résistant aux chocs et ne se brise pas en cas de chute. Il résiste aux huiles, aux graisses et à de nombreux fluides d'atelier.
• Poids léger. Un gabarit en nylon est beaucoup plus léger qu'un gabarit en aluminium, ce qui compte lorsqu'il est placé des centaines de fois par quart de travail.
• Itération rapide. Lorsque le produit change, vous mettez à jour le modèle CAO et commandez une nouvelle version sans reprogrammer de machine.
• Code couleur. Nous teignons en 61 couleurs, toutes tarifées instantanément dans le calculateur. Nos pièces sortent de l'imprimante d'un blanc éclatant, de sorte que les couleurs teintes restent claires et faciles à distinguer.

À quoi servent les gabarits et montages imprimés

Conception d'un gabarit de perçage SLS

1. Positionnez le gabarit sur la pièce

Un gabarit de perçage n'est précis que s'il est bien positionné. Stratégies courantes :

• Ajustement de contour : le gabarit est le négatif de la surface de la pièce, il ne se place donc que dans une seule position. Idéal pour les pièces courbes ou moulées.
• Bords de référence : butées qui reposent contre les bords usinés de la pièce, selon le principe 3-2-1.
• Pions de centrage : pions imprimés ou insérés qui s'engagent dans des trous existants.

Laissez un petit jeu entre le gabarit et la surface de la pièce afin que la texture de la surface et la tolérance d'impression ne fassent pas basculer le gabarit.

2. Trous imprimés ou canons de perçage ?

Pour une poignée de trous, un foret pilote ou un gabarit de marquage uniquement, des trous de guidage imprimés en PA 12 suffisent. Pour un perçage répété, le foret use et chauffe l'alésage en nylon et la précision se dégrade. La solution standard consiste à insérer en force des canons de perçage en acier trempé dans le corps imprimé. Les canons standard, par exemple selon la norme DIN 179 sans collerette ou DIN 172 avec collerette, sont peu coûteux et offrent un guidage dur et précis ; le nylon fournit la forme, l'emplacement et le serrage.

La taille du logement du canon, la quantité de matière nécessaire autour de celui-ci et la longueur du canon dépendent du diamètre du foret, des forces et du nombre de cycles. Il s'agit de décisions de conception pour votre application plutôt que de règles fixes : si vous souhaitez un deuxième avis, les spécialistes de prototype.builders peuvent examiner l'intention de conception avec vous.

3. Maintenez-le en place

Le mouvement pendant le perçage est la cause la plus fréquente de trous mal placés. Options :

• Oreilles ou fentes intégrées pour sauterelles de serrage.
• Logements pour aimants sur les pièces en acier.
• Points de fixation pour ventouses ou patins à vide sur les grands panneaux.
• Clips encliquetables imprimés pour profilés.

4. Ajoutez des poignées, des étiquettes et des éléments d'orientation

• Poignées ergonomiques ou empreintes pour les doigts.
• Texte en relief ou gravé : numéro de pièce, côté, révision.
• Éléments Poka-yoke : pions ou formes asymétriques qui empêchent d'utiliser le gabarit à l'envers.

5. Gardez-le rigide et léger

Les gabarits de perçage couvrent souvent de grandes surfaces. Les plaques pleines et épaisses utilisent beaucoup de matériau et sont plus susceptibles de se déformer pendant le refroidissement. Une plaque plus fine avec des nervures, ou une structure en cadre, est plus rigide par gramme et moins chère.

6. Respectez la taille de la chambre

Notre EOS FORMIGA P 110 Velocis a une chambre de 200 × 250 × 330 mm. Les gabarits plus grands peuvent être divisés en sections assemblées avec des queues d'aronde, des goupilles de positionnement ou des vis. Éloignez les joints des trous critiques, ou positionnez chaque section sur la pièce indépendamment.

La précision à laquelle vous pouvez vous attendre

La tolérance générale pour le PA 12 fritté au laser est de ±0,3 % de la dimension, avec une limite inférieure de ±0,3 mm. Sur un gabarit de 200 mm de long, les positions des trous peuvent donc s'écarter jusqu'à environ ±0,6 mm de la valeur nominale. C'est suffisant pour de nombreuses applications d'assemblage, de mobilier et de tôlerie. Si votre modèle de perçage nécessite des positions plus précises :

• Positionnez le gabarit sur des éléments proches des trous critiques, afin que l'erreur ne s'accumule pas sur la longueur.
• Alésez les logements de douille après l'impression, en utilisant un montage de référence.
• Imprimez une première pièce, mesurez-la et corrigez le modèle CAO avant d'en commander d'autres.
• Pour une précision de niveau métallique, combinez un corps imprimé avec des inserts usinés.

Plus d'informations dans le guide des tolérances et jeux SLS.

Limites du matériau à garder à l'esprit

• Chaleur. Le PA 12 se ramollit bien en dessous des métaux. EOS indique une température de fléchissement sous charge pour le PA 2200 de 64 °C à 1,80 MPa (157 °C à 0,45 MPa). Le frottement d'un foret dans un alésage en nylon simple le chauffe localement, une autre raison d'utiliser des douilles en acier.
• Fluage. Le nylon se déforme lentement sous une charge permanente. Évitez les éléments imprimés qui restent serrés sous une force élevée.
• Usure. Le contact glissant avec des pièces tranchantes ou abrasives use le nylon ; utilisez des inserts en acier aux points d'usure.
• Humidité. Le PA 12 absorbe beaucoup moins d'eau que le PA 6, l'une des raisons pour lesquelles il conserve ses dimensions dans un atelier. Consultez le guide du nylon PA12.

Du modèle CAO au montage en quelques jours

1. Importez le modèle CAO de la pièce à usiner.
2. Créez une plaque ou un bloc sur la zone à percer et soustrayez la pièce à usiner avec un petit décalage pour obtenir le contour.
3. Ajoutez des logements de douilles, des éléments de positionnement, des pinces, des poignées et des étiquettes.
4. Évidez ou nervurez le corps pour réduire la matière et le gauchissement.
5. Exportez au format STEP ou STL et téléversez-le sur le calculateur SLS instantané : la visionneuse 3D et les notes de révision de conception montrent la pièce, si elle tient dans la chambre de l'imprimante et les cavités fermées.
6. Choisissez la couleur et le niveau de livraison, commandez et insérez les douilles à la presse lorsque les pièces arrivent.

Ce qui détermine le prix d'une telle pièce est expliqué dans Combien coûte l'impression 3D SLS ; les 61 teintes sont dans le catalogue de couleurs.

Questions fréquentes

Un gabarit de perçage imprimé en 3D peut-il être utilisé en production ?

Oui, s'il est conçu pour cela. Pour des perçages répétés, insérez à la presse des douilles de perçage en acier trempé dans le corps imprimé en PA 12. Le nylon assure la forme, le positionnement et le serrage ; la douille en acier guide le foret et supporte l'usure.

Quelle est la précision d'un gabarit de perçage SLS ?

La tolérance générale pour le PA 12 fritté au laser est de ±0,3 % de la dimension, avec une limite inférieure de ±0,3 mm. Pour des positions de trous plus précises, placez le gabarit près des trous critiques, alésez les logements de douilles ou mesurez une première pièce et corrigez le modèle.

Quel matériau est le meilleur pour les gabarits et montages imprimés en 3D ?

Le nylon PA 12 imprimé en SLS est un choix courant : il est robuste, léger, résistant aux chocs ainsi qu'aux huiles et graisses, et les contours complexes ne nécessitent aucun support. Pour une chaleur élevée ou une forte usure, ajoutez des inserts en acier ou choisissez un autre procédé.

Quelle peut être la taille d'un gabarit SLS ?

La chambre de notre EOS FORMIGA P 110 Velocis mesure 200 × 250 × 330 mm. Les montages plus grands sont divisés en plusieurs sections imprimées assemblées par des queues d'aronde, des goupilles ou des vis.

Ai-je besoin de douilles de perçage en acier ?

Pour le marquage, les trous pilotes ou quelques trous, un trou imprimé est souvent suffisant. Pour un perçage répété, ou lorsque les positions des trous doivent rester précises sur de nombreux cycles, utilisez des douilles de perçage en acier.

Les gabarits SLS peuvent-ils être codés par couleur ?

Oui. Les pièces sont blanches par défaut et peuvent être teintes dans l'une des 61 couleurs, toutes tarifées instantanément, de sorte que les montages peuvent être codés par ligne, produit ou variante.