Comment réduire le matériel d’impression 3D ?
Regarder votre imprimante 3D dévorer un filament coûteux peut donner l’impression de perdre de l’argent à chaque couche. Cet article se concentre sur l'optimisation de l'utilisation des matériaux à travers trois aspects critiques du flux de travail d'impression 3D : les modifications de conception, les ajustements des paramètres du slicer et les pratiques d'impression intelligentes. Ces trois domaines représentent l'ensemble du processus, du concept à l'impression finale, vous offrant ainsi un contrôle total sur la consommation de matériaux.
Étape 1 : Concevoir des pièces pour réduire le matériau d'impression 3D
La conception est la première et la plus importante étape du flux de travail d'impression 3D. Les modifications apportées ici génèrent généralement les plus grandes économies de matériaux avec un compromis minimal sur la fonctionnalité.
Modèles solides creux
La plupart des modèles 3D sont par défaut complètement solides, mais cela est rarement nécessaire. Créez des cavités internes tout en conservant une épaisseur de paroi suffisante pour réduire considérablement les besoins en matériaux. Utilisez la fonction "Shell" dans un logiciel de CAO ou des outils dédiés comme Meshmixer.
Considérations clés : déterminer l'épaisseur de paroi minimale viable en fonction des exigences en matière de matériau, de taille et de contrainte ; inclure des trous d'évacuation pour le drainage de la résine (SLA/DLP) ou la ventilation et le retrait du support (FDM).
Rationaliser les zones non critiques
Enlever sélectivement de la matière des sections non porteuses :
- Ajouter des découpes ou des canaux dans les zones à faibles contraintes
- Mettre en œuvre des structures en treillis au lieu d'un remplissage solide pour une réduction significative des matériaux
- Utiliser l'optimisation de la topologie (disponible dans les logiciels de CAO avancés) pour analyser et supprimer les matériaux des zones qui ne contribuent pas à l'intégrité structurelle
Réduire les exigences de support
Les structures de support gaspillent des matériaux et compliquent le post-traitement. Concevoir pour les réduire de :
- Conversion de surplombs aigus en chanfreins ou congés qui s'impriment sans support
- Suivez la règle des 45 degrés pour les FDM imprimantes (les surplombs inférieurs à 45° par rapport à la verticale ne sont souvent pas pris en charge)
- Diviser les modèles complexes en sections pour une orientation optimale, puis les assembler après impression
Optimisations de conception supplémentaires
Remettez en question la nécessité et l'épaisseur de chaque élément. Éliminez les éléments purement décoratifs qui consomment de la matière sans ajouter de fonction. Lorsque cela est possible, réduisez légèrement la taille des pièces ou combinez plusieurs petits éléments en une seule tâche d'impression pour partager les structures d'adhésion (bords/jupes).
Étape 2 : Optimiser les paramètres du slicer pour réduire l'utilisation des matériaux d'impression 3D
Les paramètres du curseur fournissent le niveau suivant de réduction de matière après l'optimisation de la conception. Ces paramètres affectent grandement l'utilisation du matériau et définissent exactement la manière dont votre imprimante crée chaque couche.
Personnaliser les paramètres de remplissage
La structure interne de votre impression se trouve dans le remplissage, qui présente une grande capacité d'économie de matière. Pour les pièces cosmétiques ou à faible stress, densité inférieure à 5-20 % ; réserver des pourcentages plus importants (50 %) principalement aux utilisations critiques en termes de résistance. Choisissez des conceptions efficaces telles que "Subdivision cubique" ou "Éclair" qui maintiennent la plupart des sections intérieures clairsemées et concentrent le matériau là où cela est nécessaire pour le support de la couche supérieure.
Affiner les paramètres des murs et des surfaces
L'enveloppe extérieure de votre impression est formée de murs appelés périmètres. Coupez-les au minimum requis pour la stabilité structurelle ; souvent, deux murs suffisent au lieu de trois ou plus. De même, utilisez-en juste assez pour éviter le « coussinage » ou le remplissage visible, et donnez une résistance de base suffisante pour optimiser l'épaisseur de la couche supérieure/inférieure. Chaque couche réduite réduit directement l'utilisation de matériaux.
Optimiser les structures de support
Lorsque la conception ne peut pas empêcher les supports, minimisez leur empreinte matérielle en utilisant des supports arborescents ou organiques au lieu de motifs de grille conventionnels.Lorsque les supports internes ne sont pas nécessaires, réduisez la densité de support au niveau efficace minimal et utilisez l'option "Toucher la plaque de construction". Appliquez des bloqueurs de support dans les régions non critiques où la finition de surface peut être altérée et des critères d'angle de surplomb légèrement inférieurs pour fournir généralement moins de supports.
Sélectionnez les aides à l'adhérence minimale
Sélectionnez la technique adhésive la plus légère, garantissant une stabilité d'impression sans utilisation inutile de matériau. Les jupes qui ne touchent pas le modèle, l'amorçage de la buse consomment moins de matière. Conservez les radeaux à forte intensité de matériaux uniquement pour les géométries difficiles ou les matériaux problématiques ; utilisez des bords pour les pièces à base étroite ou ayant tendance à à se déformer . Réglez la largeur/épaisseur au minimum fonctionnel lorsqu'une plus grande adhérence est requise.
Étape 3 : Mettre en œuvre Smart des pratiques d'impression pour réduire les matériaux d'impression 3D
Au-delà de la conception et des paramètres du slicer, la consommation de matériaux est fortement influencée par les méthodes d'impression générales. Ces techniques optimisent l'ensemble du processus d'impression et contribuent à réduire les déchets.
Rotation stratégique pour la réduction du soutien
L'orientation de votre modèle sur le lit d'impression influence grandement la demande de matériaux de support. Visualisez plusieurs orientations à l’aide de la fonction d’aperçu de votre slicer avant l’impression. Essayez plusieurs rotations pour trouver des angles qui minimisent les supports et les surplombs. Souvent, un simple virage à 45 degrés peut supprimer de grands systèmes de support, économisant ainsi du temps et du matériel après le traitement.
Matériaux plus résistants pour des conceptions plus fines
Si vous utilisez des filaments d'imprimante 3D plus résistants (comme
Matériaux à faible densité pour un gain de poids
Des matériaux plus denses se traduisent par plus de masse pour le même volume. Choisir un filament moins dense (en supposant qu'il réponde à vos besoins en matière de résistance) contribuera à réduire le poids global du plastique utilisé lors de la fabrication de plusieurs pièces, ce qui permettra peut-être d'économiser des dépenses pour les grandes séries de production.
Étalonnage E-Step régulier
Calibrez souvent les étapes de votre extrudeuse pour garantir que votre imprimante exécute exactement le nombre de filaments requis. Cela évite la surextrusion (gaspillage de matériaux avec trop de plastique) ainsi que la sous-extrusion, qui entraîne des pièces faibles et des pannes. Chaque impression peut être affectée par des différences détectées et corrigées par un test d'extrusion de base de 100 mm.
Entretien de routine des buses
Un nettoyage fréquent de la buse de votre imprimante 3D et son remplacement lorsqu'elle est usée peuvent aider à prévenir les obstructions partielles et les extrusions inégales provoquant des échecs d'impression. Une buse bien entretenue garantit un flux de matériau constant, réduisant ainsi le risque d'échecs d'impression gaspillant des séries entières de matériau.
Stockage approprié des filaments
Conservez le filament dans des contenants hermétiques comprenant un déshydratant pour empêcher l'absorption d'humidité de compromettre la qualité d'impression. Pendant l'impression, le filament humide génère de la vapeur qui provoque des éclats, une extrusion inégale et une faible adhérence des couches, ce qui entraîne souvent des échecs d'impression et un gaspillage de matériau.
Imprimez davantage avec moins de matériau !
La réduction de la consommation de matériaux d'impression 3D nécessite une réponse coordonnée dans les techniques de conception, de découpage et d'impression. Pour réduire l'utilisation du filament sans sacrifier la qualité, creusez vos modèles, réduisez les supports, maximisez les paramètres de remplissage et gardez votre équipement en bon état. Ces méthodes produisent des impressions utiles, permettent d'économiser de l'argent et réduisent l'impact sur l'environnement. L'efficacité matérielle devient une seconde nature lorsque vous mélangez des techniques de tous les niveaux de flux de travail, modifiant ainsi la façon dont vous gérez chaque tâche.
