L'impression 3D a transformé le processus de fabrication des pièces. Elle est rapide, bon marché et parfaite pour le prototypage. Toutefois, pour obtenir des résultats corrects, il est nécessaire de respecter des tolérances correctes. Le tolérancement pour l'impression 3D fait référence à la manière dont les dimensions d'une pièce sont ajustées pour qu'elle s'adapte aux autres lors de l'impression. Ce blog décrit le tolérancement en termes simples. Nous explorerons également impression 3D en plastiquel'impression 3D sur métal, ainsi que HP Multi Jet Fusion. Ce guide vous permettra d'obtenir de meilleurs résultats, que vous soyez débutant ou professionnel.

Qu'est-ce que le tolérancement pour l'impression 3D ?

Le tolérancement est la différence autorisée entre la taille du dessin et la taille imprimée. Aucune imprimante 3D n'est parfaite. C'est pourquoi nous fixons une petite fourchette dans laquelle les tailles peuvent varier. Par exemple, si vous concevez un trou de 10 mm, il peut être imprimé à 9,8 mm ou 10,2 mm. Le tolérancement permet de s'assurer que les pièces s'adaptent et fonctionnent, même avec de petits changements comme celui-ci.

L'importance du tolérancement pour l'impression 3D

Sans les bonnes tolérances, les pièces ne s'emboîtent pas. Une cheville peut être trop serrée ou un couvercle ne pas se fermer. Cela entraîne du gaspillage et de la frustration. C'est pourquoi les tolérances pour l'impression 3D sont si importantes. Les tolérances vous aident :

• Éviter les problèmes d'assemblage
• Garantir des résultats cohérents
• Réduire les essais et les erreurs
• Gagner du temps et économiser du matériel

Le plastique et le métal se comportent différemment. La valeur de la tolérance varie donc en fonction du matériau et de la méthode d'impression.

Types d'embouts pour l'impression 3D

Il existe trois types d'ajustements courants :

• Ajustement de l'encombrement : Forme ample pour faciliter les mouvements (par exemple, le couvercle d'une boîte)
• Interférence Fit : Ajustement serré nécessitant une force pour l'assemblage (par exemple, engrenages press-fit)
• Transition Fit :  Une coupe intermédiaire avec une légère résistance

Le choix du bon type d'ajustement dépend de votre conception et de votre objectif.

Tolérances recommandées en fonction du matériau et de l'imprimante

Le tableau ci-dessous présente les tolérances typiques utilisées dans les Impression 3D:

Tolérances générales par type de matériau

Les tolérances peuvent varier en fonction du calibrage de l'imprimante et de la géométrie de la pièce.

Facteurs clés affectant le tolérancement

Type d'imprimante

Imprimantes FDM sont moins précises que les imprimantes à résine ou à laser. Connaître sa machine.

Rétrécissement des matériaux

L'impression 3D de plastique implique un chauffage. En refroidissant, la pièce peut se rétracter. Cela affecte les dimensions finales.

Orientation de la pièce

La façon dont votre pièce est placée sur le lit d'impression peut modifier la tolérance. Par exemple, les trous verticaux sont souvent plus petits que les trous horizontaux.

Épaisseur de la paroi

Les parois minces se refroidissent plus rapidement et peuvent se déformer. Gardez une épaisseur de paroi d'au moins 1 à 2 mm pour rester dans les limites de la tolérance.

Post-traitement

Sablage, polissage ou traitement thermique en impression 3D de métaux peut réduire légèrement la taille.

Meilleures pratiques : Tolérancement pour l'impression 3D

Voici quelques conseils simples :

• Pour les pièces mobiles, laisser un espace d'au moins 0,5 mm entre les pièces.
• Pour les ajustements rapides, utilisez des chevilles plus petites de 0,2 mm à 0,4 mm.
• Testez votre modèle avec des pièces d'étalonnage.
• Concevoir par modules. Il est plus facile de modifier de petites parties que l'ensemble du modèle.
• Évitez les tolérances trop serrées, sauf si vous en avez absolument besoin.

Si vous travaillez avec un nouveau matériau, commencez toujours par tester un échantillon de tolérance.

Cas particulier : HP Multi Jet Fusion (MJF)

HP Multi Jet Fusion est un type d'impression 3D à base de poudre. Elle est souvent utilisée pour les pièces en nylon. Les impressions en MJF sont solides, lisses et précises. Cependant, elles nécessitent toujours des ajustements de tolérance.

Guide de tolérance HP MJF

Le MJF présente également un gauchissement minimal, ce qui contribue à améliorer la répétabilité.

Tolérancement pour l'impression 3D de plastique

Les impressions en plastique sont plus courantes et plus abordables. Toutefois, elles ont tendance à se déformer ou à se rétracter davantage que les pièces métalliques. L'impression FDM est sensible à la température et à l'humidité. Lors de l'établissement des tolérances pour l'impression 3D en plastique :

• Augmenter légèrement la taille des trous
• Diminuer légèrement la taille des chevilles
• Éviter les pièces trop fines
• Tenir compte de la hauteur des couches - les couches plus fines sont plus précises

Il faut toujours tenir compte du nivellement du lit et de l'usure des buses sur les machines FDM.

Tolérancement pour l'impression 3D de métaux

L'impression 3D de métaux fait appel à des procédés tels que SLM (fusion sélective par laser) et DMLS (Direct Metal Laser Sintering). Ces imprimantes sont très précises mais coûtent également plus cher.

Conseils importants :

• Utiliser des tolérances plus serrées (±0,1 mm) pour les ajustements critiques.
• Facteur de rétrécissement pendant le frittage
• Prévoir la nécessité d'un post-usinage
• Évitez les saillies trop fines ; les pièces métalliques ont besoin de structures de soutien.

En raison du coût, il est préférable de simuler les tolérances numériquement avant l'impression.

Les erreurs courantes à éviter

Utilisation de la même tolérance pour tous les matériaux

Chaque matériau réagit différemment. Adapter les tolérances au matériau.

Ignorer les limites de l'imprimante

Les imprimantes de bureau ne sont pas aussi précises que les machines industrielles. Connaissez votre appareil.

Assurer des impressions parfaites

De petites modifications sont toujours possibles. Le tolérancement pour l'impression 3D permet à votre conception de fonctionner en dépit de ces changements.

Pas de plan de post-traitement

Le retrait des supports ou le ponçage modifient les dimensions. Il faut en tenir compte lors de la conception.

L'avenir du tolérancement dans l'impression 3D

Avec l'amélioration de l'impression 3D, les outils de tolérance automatique pourraient devenir courants. Certains logiciels de CAO proposent déjà des préréglages d'ajustement. L'IA pourrait même ajuster les tolérances en fonction du matériau et du type d'imprimante. En attendant, c'est aux concepteurs de tester et d'apprendre ce qui fonctionne le mieux.

Conclusion

Les pièces fonctionnelles et fiables s'appuient généralement sur le tolérancement pour l'impression 3D afin de garantir une fiabilité accrue. En sélectionnant les valeurs de tolérances appropriées, vous ne ferez pas d'erreurs, vous gagnerez du temps et vous obtiendrez des résultats de qualité. Qu'il s'agisse d'impression 3D de plastique, d'impression 3D de métal ou de fusion multijet HP, vous devez toujours tester et affiner vos paramètres. N'oubliez pas de vérifier les spécifications de l'imprimante, de tester les pièces et de faire des choix judicieux en ce qui concerne les ajustements. Ce guide simple peut vous aider à transformer des impressions ratées en pièces parfaites.

FAQ

Quelle est la bonne tolérance pour l'impression 3D FDM ?

Une bonne fourchette est de ±0,2 à ±0,5 mm en fonction du matériau et de la conception.

Puis-je utiliser la même tolérance pour l'impression du plastique et du métal ?

Non, l'impression 3D de métal permet généralement des tolérances plus étroites que le plastique.

Que se passe-t-il si mes pièces ne s'ajustent pas même après avoir utilisé la tolérance ?

Testez les impressions d'étalonnage et vérifiez que votre matériau n'est pas déformé ou rétréci.

Dites-moi comment quelqu'un choisit entre les ajustements de dégagement, de transition et d'interférence ?

Choisissez en fonction de la façon dont les pièces interagissent - utilisez l'espace libre pour le mouvement, la transition pour une pression légère et l'interférence pour des joints serrés et fixes.

La technologie HP multijet Fusion nécessite-t-elle un post-traitement afin de respecter les tolérances ?

Oui, il est courant de procéder à un léger post-traitement, tel que le microbillage ou le polissage, afin d'obtenir de meilleurs états de surface et des tolérances raisonnablement étroites.