Comment l'épaisseur des parois affecte-t-elle la solidité de vos impressions PLA ?

Kevin Hofer

26/8/2020

Traduction: traduction automatique

Plus le mur est épais, plus vos impressions PLA sont solides - logique, non ? Pas tout à fait. Si vos impressions 3D ne sont constituées que de parois, elles résisteront moins à la traction qu'avec un insert.

Zack - et encore une fois, un de mes crochets imprimés en 3D est arraché. Cette fois, ce n'est pas mon gilet lesté qui s'écrase au sol, mais le crochet de mon treuil qui recule. Récemment, j'ai testé l'influence du remplissage sur la force de traction. Maintenant, je teste l'influence de l'épaisseur de la paroi sur la force de traction. En raison des crochets de plus en plus résistants, je dois adapter ma méthode de test pour cela.

Le treuil ahoi

Jusqu'à présent, j'utilisais mon gilet lesté pour les essais. Comme celui-ci ne va que jusqu'à 30 kilos, je me procure un peson à ressort numérique et un treuil manuel. En effet, à partir d'une certaine épaisseur de paroi, les impressions supportent plus de 30 kilos de traction.

Voici comment fonctionne ma configuration : Je fixe le peson à ressort à la balustrade de mon balcon. Sur les crochets de la balance, je fixe le côté fermé de mes crochets imprimés en 3D. De l'autre côté, j'installe le treuil. Je tire sur celui-ci pour exercer une force de traction sur mes pièces. Comme je ne peux pas "treuiller" et regarder l'écran du peson en même temps, je pointe ma vieille GoPro vers l'écran. Je peux ainsi lire le dernier résultat valable. Cette fois, je ne vous donne pas la valeur la plus élevée, mais la moyenne des trois essais.

Comment j'imprime

Tous les autres paramètres de la dernière fois restent similaires : je réalise trois impressions de chacun des hameçons test avec une épaisseur de paroi de 0,4, 0,8, 1,2, 1,6, 2, 2,4, 2,8 et 3,2 millimètres. Avec ma buse de 0,4 millimètre de large, j'ai donc ajouté une épaisseur de paroi à chaque fois. J'imprime les crochets à plat, à 15° en diagonale par rapport à l'axe X. J'imprime légèrement en diagonale, car j'ai constaté avec mon Creality CR-10S Pro que les modèles adhéraient mieux à la plaque de construction de cette manière. Les autres réglages dans Cura en anglais:

• Température d'impression : 208° Celsius (valeur déterminée lors du premier essai comme étant la meilleure pour le filament)
• Température du plateau d'impression : 50° Celsius
• Vitesse d'impression : 50 mm/s
• Hauteur de la couche : 0.28 millimètres
• Epaisseur haut/bas et couches : 1.12 millimètres / 4
• Infill et Pattern : 50 pour cent / Cubic

Je teste l'influence de l'épaisseur de la couche (layer height) dans un dernier essai de cette série.

Je fais le test avec le filament Purefill qui a été le plus performant lors du premier essai. Je me procure une nouvelle bobine afin d'exclure tout processus de vieillissement, d'humidité ou d'autres signes d'usure similaires. Cette fois, je suis chez moi, sur le balcon. C'est donc encore une fois un cadre différent de la dernière fois. La température est de 20,8° Celsius. Lors de l'essai avec l'infiltration chez moi, il faisait entre 25,7° Celsius et 26,1° Celsius.

L'impression de chaque modèle prend entre 1:31 heures et 2:11 heures. Le temps d'impression augmente en moyenne de six minutes par épaisseur de paroi. Pour chaque épaisseur de paroi, le matériau utilisé augmente en moyenne d'un gramme. Ce n'est que pour les étapes de 1,6 à 2,0 et de 2,8 à 3,2 millimètres que le matériau utilisé reste le même que pour l'épaisseur de paroi précédente. Après avoir imprimé tous les crochets, je les laisse refroidir pendant 24 heures, puis je passe directement aux essais.

Mon essai ne répond pas à des critères scientifiques, car je ne travaille pas dans un laboratoire de test. Des facteurs tels que la qualité du filament influencent également l'essai. Il ne s'adresse pas non plus aux professionnels de l'impression 3D, mais aux particuliers comme moi.

Les résultats

Grâce à la méthode de test adaptée, il est possible de dire plus précisément quelle est la force de traction que les crochets peuvent supporter. Avec les mêmes paramètres que la dernière fois, avec une épaisseur de 0,8 millimètre, j'obtiens un meilleur résultat. Je ne peux malheureusement pas dire si cela est dû à la nouvelle méthode de test ou si la différence de température à l'extérieur se fait sentir. Mais je pense que c'est la nouvelle méthode de test. Grâce au treuil, j'augmente en effet la force de traction de manière régulière et je ne suspends pas tout le poids en une seule fois. Les valeurs obtenues sont les suivantes :

Comme vous pouvez le constater, la force de traction augmente d'environ trois kilogrammes par couche de paroi. Cependant, pour une épaisseur de paroi de 3,2 millimètres, cela va dans l'autre sens. Cela est probablement dû au fait que ces crochets ont trop peu de jeu à l'intérieur pour se déformer. Les crochets ont une épaisseur d'environ 6,2 millimètres à leur point le plus faible, ils ne sont donc constitués que de paroi. Ils sont plus rigides et se déchirent donc plus tôt.

Qu'est-ce que cela signifie pour l'épaisseur optimale de la paroi ? Sur la base des résultats des tests, je travaillerais avec une épaisseur de paroi de 1,6 millimètre pour les hameçons de test. Ici, la combinaison de l'épaisseur, du temps d'impression et du filament utilisé me semble optimale. Par rapport aux 0,8 millimètres que j'ai utilisés pour le test de remplissage, cela correspond à environ 52 pour cent de force de traction supplémentaire. Je dois encore déterminer si cette épaisseur de paroi peut être appliquée telle quelle à d'autres objets imprimés. Si je ne prends pas le chiffre absolu de 1,6 millimètre comme valeur de référence, mais que je le convertis en pourcentage, cela correspondrait à 50 pour cent d'épaisseur de paroi sur l'ensemble de l'objet. Cela me semble énorme et impraticable pour des objets plus grands.

Pour aller plus loin

J'ai déjà relancé mon imprimante pour tester ensuite l'influence de la hauteur de la couche sur la force de traction. Pour cela, j'imprime les crochets avec 50 pour cent de remplissage et une épaisseur de paroi de 1,6 millimètres. Je fais varier la hauteur de la couche de 1,2 à 2,8 millimètres

A propos de la traction ; l'utilisateur adrianS84 écrit:

Merci pour votre contribution. Je vais encore imprimer le crochet de test comme "8" au lieu de "9" dès que j'aurai terminé le dernier essai. J'aurai alors trouvé les réglages qui me conviennent le mieux et je pourrai rattraper l'essai avec la force de traction telle que vous la décrivez.

Kevin Hofer

Senior Editor

kevin.hofer@digitecgalaxus.ch

La technologie et la société me fascinent. Combiner les deux et les regarder sous différents angles est ma passion.

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