L'orientation des pièces est un paramètre important qui peut impacter directement la faisabilité de la pièce. En effet, l'objectif est de minimiser le nombre d'opérations. Le choix de la technologie et l'orientation sont très importants.
Dans cet article, nous allons parler de l'importance de l'orientation des pièces avant leur impression et des avantages que cela apporte. Nous examinerons également l'impact direct sur les coûts en termes de temps et de matériaux utilisés. Nous espérons que cet article vous permettra de mieux comprendre comment une bonne orientation peut améliorer votre qualité d'impression.
L'influence de l'orientation sur vos modèles 3D
Qualité de fabrication
Il faut savoir que l'orientation des pièces joue sur sa qualité mais également sur sa stabilité géométrique. Lorsque l'on parle d'une orientation, on fait référence à sa position sur le plateau d'impression (X,Y,Z). L'orientation des pièces est un des paramètres importants quant à la qualité de fabrication. Cependant il n'est pas le seul ! Il faut aussi prendre en compte le/les matériaux utilisés, l’environnement et sa position. Prenez également en compte que la résolution d'une imprimante FDM est beaucoup plus élevée sur l'axe Z que sur les axes X et Y. De ce fait, choisissez une orientation des modèles en Z pour vos modèles qui nécessitent des détails fins. Tous ces éléments sont donc essentiels pour obtenir de meilleures impressions.
Meilleure résistance grâce à l'orientation des modèles
Cet article traite de l'orientation des pièces et ce critère peut avoir des conséquences sur la résistance de la pièce. Si la pièce est une pièce support, il est impératif de prendre en compte les forces et les contraintes. Dans un cas de cisaillement, il faut orienter la pièce en fonction de l'impression des couches pour qu'elle ne casse pas sous l'effort.
Cependant il faut bien prendre en compte que l'orientation n'est pas le seul critère. La résistance de la pièce se joue notamment sur la taille, l'épaisseur de paroi, le type de matériau utilisé, le remplissage et sa forme.
Qualité de surface
La technologie impacte directement la qualité des impressions. Il est certain qu'une épaisseur de couche plus fine réduit considérablement l'effet "marches d'escalier". L'épaisseur a donc son impact sur la qualité de surface et la définition de la pièce en général. Plus vous optez pour des couches fines, plus votre résultat sera détaillé, mais vous aurez un temps de fabrication plus long.
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Pour des imprimantes 3D de technologie FDM, vous pouvez imprimer entre 60 et 100 microns pour la marque Ultimaker et jusqu'à 250 microns pour la plupart des machines. Les grandes pièces qui ne nécessitent pas une surface lisse seront imprimées avec la résolution la plus épaisse. De ce fait, elles pourront être imprimées plus rapidement et à moindre coût. À l'inverse, celles où l'aspect esthétique est le critère principal seront imprimées avec une épaisseur de couche fine.
L'orientation : un impact direct sur les coûts
Les matériaux utilisés
L'orientation des pièces est une étape très importante. Elle a un impact direct sur les coûts globaux de production. Sa position dans l'espace affecte sa qualité, l'énergie consommée et les supports nécessaires à la fabrication, contribuant ainsi au coût global de la pièce.
L'utilisation de support est l'un des facteurs qui ralentit grandement l'impression. En effet, les supports augmentent non seulement la surface totale de la pièce mais aussi les "murs". L'orientation des modèles va permettre dans certains cas de minimiser les supports, de réduire le matériau principal et de gagner du temps. Cependant, pour les impressions complexes, les supports sont souvent indispensables.
Si l'on compare une pièce cylindrique imprimée verticalement et horizontalement, on peut remarquer une grande différence entre les deux dans l'orientation des modèles. Le cylindre imprimé à l'horizontal (à plat) va beaucoup plus vite que celui imprimé à la verticale. En effet, dans le premier il y a beaucoup moins de couches que le deuxième ce qui permet de réduire le temps d'impression. Cependant, comme dit précédemment, cela peut dans certains cas impacter la qualité de surface finale. Il faut donc choisir les bons paramètres en fonction de ce que vous recherchez. La fabrication additive peut donc s’apparenter à d'autres domaines : lorsque l'on décide de passer plus de temps sur un produit final, le résultat est souvent de meilleure qualité.
Temps d'impression
L'idée est donc de limiter les porte-à-faux (overhangs en anglais). Il ne faut pas oublier qu'une machine 3D supporte les porte-à-faux jusqu'à environ 45 degrés. L'élément clé est de réfléchir en amont aux porte-à-faux lorsque l'on créé son modèle. Plus cette phase est respectée, plus il est possible de réduire le temps d'impression par la suite. Il est aussi possible de modifier l'orientation des pièces depuis les logiciels comme Cura ou encore PreForm. De cette manière on limite l'utilisation de supports qui apportent un coût supplémentaire, augmentent le temps d'impression et obligent souvent à passer par une étape de post-traitement pour un résultat de qualité.
Exemple de porte-à-faux sur une petite surface 
Exemple de porte-à-faux sur PreForm
Vous avez surement remarqué que les facteurs : temps, qualité, coût et résistance sont liés. Pensez donc, en amont, à une orientation favorable pour vos modèles lors de la phase de conception. Le but étant de limiter au maximum voire de ne pas utiliser de support. Et cela pour plusieurs raisons: ils augmentent significativement la durée et le coût de l'impression et peuvent nécessiter du post-traitement sur votre pièce.
Nous espérons que cet article a permis de vous éclairer sur l'importance d'une bonne orientation pour vos modèles 3D.
N’hésitez pas à lire les articles ci-dessous et à nous contacter si vous avez des questions sur l'orientation de vos pièces.
https://makershop.fr/blog/orientation-des-pieces-pour-impressions-3d