Pièces creuses, trous d'évacuation et poudre piégée en SLS

Pourquoi les cavités fermées posent problème en SLS

Pendant l'impression, toute la chambre est remplie couche par couche de poudre PA 12, et le laser ne fusionne que les sections transversales des pièces. Tout le reste reste de la poudre libre : autour de la pièce et à l'intérieur de chaque cavité. Après l'impression, la poudre libre est retirée par dépoudrage et microbillage aux billes de verre. Cela ne fonctionne que là où la poudre peut sortir. Une cavité fermée de tous les côtés conserve sa poudre de façon permanente :

• la pièce est plus lourde que prévu,
• la poudre libre peut faire du bruit ou fuir plus tard par une fissure,
• la pièce peut se comporter différemment face aux vibrations ou à la chaleur,
• et il n'y a aucun moyen de vérifier ou de nettoyer l'intérieur.

Ce que le calculateur vérifie

Lorsque vous téléchargez un modèle, l'analyse dans votre navigateur recherche les cavités fermées, y compris les coques vers l'intérieur qui renferment des vides. S'il trouve des cellules internes fermées, il affiche un avertissement rouge : la poudre ne peut pas en être retirée. Les causes typiques sont les pièces exportées depuis des trancheurs pour l'impression par filament avec un remplissage fermé, et les modèles pleins avec un vide interne pour gagner du poids. La revue de conception propose alors trois solutions :

1. adapter la conception pour le SLS (trous d'évacuation, treillis ouvert, parois pleines), ce que les spécialistes de prototype.builders peuvent faire pour vous,
2. l'imprimer tel quel avec une technologie à filament dans un autre matériau que le PA 12,
3. ajouter vous-même des trous d'évacuation et télécharger à nouveau : au moins deux par cellule fermée, chacun d'au moins 5 mm.

L'aperçu tarifie une pièce avec des cavités fermées comme une pièce pleine. Le calculateur signale également les parois fines : les zones pleines d'une épaisseur inférieure à environ 0,8 mm risquent de ne pas s'imprimer de manière fiable.

Comment évider correctement une pièce

Les trous peuvent être bouchés par la suite si l'apparence compte, par exemple avec un bouchon enfoncé ou un capuchon ; concevez un petit siège pour cela.

Treillis et structures internes

Le SLS peut imprimer des treillis et des structures internes de type gyroïde sans supports. La condition est que la structure soit ouverte vers l'extérieur pour que la poudre puisse sortir. Un treillis derrière une peau fermée est la conception typique de l'impression par filament et nécessite des trous d'évacuation ou une coque ouverte. Les treillis très fins sont difficiles à nettoyer ; gardez les ouvertures et les barres suffisamment généreuses pour le dépoudrage et le microbillage.

Quand l'évidement permet d'économiser de l'argent

Le prix d'une pièce SLS dépend principalement du volume de matériau fusionné, de l'espace que la pièce occupe dans la chambre et de la finition. L'évidement d'une pièce épaisse réduit le volume fusionné, parfois de manière spectaculaire. Un bloc plein de 80 × 80 × 80 mm et le même bloc évidé avec des parois de 2 mm prennent le même espace dans la chambre, mais celui évidé n'utilise qu'une fraction du matériau. Le guide Coût de l'impression 3D SLS explique les facteurs de prix ; le calculateur montre l'effet immédiatement lorsque vous téléchargez les deux versions.

Quand une pièce pleine est le meilleur choix

• Petites pièces : en dessous de quelques centimètres, les parois et les trous laissent peu de place à évider.
• Zones fortement sollicitées : gardez de la matière là où la charge s'exerce, et utilisez des nervures plutôt qu'une coque fine.
• Pièces devant être scellées ou nettoyées : les trous d'évacuation et les surfaces internes ajoutent des endroits où la saleté et l'humidité peuvent s'accumuler.
• Les sections épaisses précises bénéficient parfois d'être évidées de toute façon : les zones pleines épaisses rétrécissent davantage en refroidissant, donc une coque avec des nervures peut être plus précise qu'un bloc plein.

La précision et le retrait sont abordés dans les tolérances et jeux SLS ; les règles générales pour les parois et les caractéristiques dans les directives de conception SLS.

Les espaces et les pièces mobiles sont aussi des cavités

La même logique s'applique aux articulations imprimées en place : l'espace entre un axe et sa charnière est rempli de poudre après l'impression et doit être ouvert vers l'extérieur. Les règles pour les charnières, les chaînes et les rotules se trouvent dans les charnières et assemblages mobiles imprimés en place.

Poids et équilibre

L'évidement réduit également le poids, ce qui est important pour les appareils portables, les pièces de drones et les pièces de machines mobiles. Le PA 12 est déjà léger par rapport aux métaux, et une pièce évidée avec des nervures peut l'être encore plus. N'oubliez pas que les trous d'évacuation et les nervures internes déplacent le centre de gravité ; pour les pièces rotatives équilibrées, placez les trous de manière symétrique.

Liste de contrôle

• Pas de cavités fermées, ou au moins deux trous d'évacuation d'au moins 5 mm par cavité.
• Des trous d'évacuation aux extrémités opposées, sur des surfaces sans importance.
• Des parois régulières, généralement de 1,5 à 3 mm ; rien de plus fin qu'environ 0,8 mm.
• Des treillis internes ouverts vers l'extérieur.
• Aucun remplissage exporté depuis un trancheur de filament.
• Vérifiez les avertissements concernant les cavités et les parois fines dans le calculateur après le téléchargement.

Questions fréquentes

Qu'est-ce que la poudre piégée en SLS ?

De la poudre non fusionnée qui est enfermée dans une cavité fermée de la pièce. Elle ne peut pas être retirée après l'impression, ajoute du poids et modifie le comportement de la pièce par rapport à sa conception. Le calculateur vous avertit des cavités fermées lorsque vous téléchargez le modèle.

De combien de trous d'évacuation une pièce SLS évidée a-t-elle besoin ?

L'examen de conception du calculateur suggère au moins deux trous d'évacuation par cellule fermée, chacun d'au moins 5 mm. Deux trous laissent entrer l'air pendant que la poudre s'écoule ; des trous plus nombreux et plus grands facilitent le dépoudrage pour les cavités grandes ou complexes.

Évider une pièce SLS la rend-elle moins chère ?

Souvent, car le prix dépend principalement du volume de matériau fusionné. Une pièce évidée avec des parois de quelques millimètres utilise beaucoup moins de matériau qu'un bloc plein. L'espace que prend la pièce dans la chambre ne change pas.

Puis-je imprimer une pièce avec un treillis interne ?

Oui, si le treillis est ouvert pour que la poudre puisse s'écouler. Un treillis à l'intérieur d'une coque fermée piège la poudre et est typique des conceptions faites pour l'impression à filament ; ajoutez des trous d'évacuation ou ouvrez la coque.

Pourquoi le calculateur indique-t-il que ma pièce semble conçue pour le FDM ?

Les trancheurs de filament remplissent les pièces de cellules internes fermées (remplissage). En SLS, de telles cellules piègent la poudre. Le calculateur les signale et propose des options : adapter la conception, ajouter des trous d'évacuation, ou l'imprimer telle quelle avec une autre technologie.

Une pièce évidée est-elle plus fragile ?

Une pièce évidée avec des parois raisonnables peut être rigide et solide, surtout avec des nervures internes. Pour les pièces soumises à de fortes charges, des sections pleines ou des nervures là où la charge s'exerce sont le meilleur choix.