Optimisation du retrait dans l'impression 3D de résine expliquée

Lors de l'impression 3D de résine, les photopolymères liquides polymérisent et se transforment en solide. Si le rétrécissement est important, cela ruinera la précision dimensionnelle de votre pièce finale. Vous voulez donc limiter autant que possible la quantité de rétrécissement. Cela pourrait être fait en essayant d'abord d'éliminer le plus de rétrécissement par un choix de matériau intelligent. Nous avons écrit un article à ce sujet plus tôt. La dernière chose à faire est d'optimiser vos paramètres de retrait et de décalage dans l'imprimante 3D pour compenser le dernier morceau de retrait restant. Dans cet article, nous expliquons une méthode de compensation de retrait ultra rapide et précise.

Pourquoi y a-t-il un rétrécissement dans les résines d'impression 3D ?

Le rétrécissement des acrylates et méthacrylates se produit pendant la polymérisation et est causé par le remplacement des connexions à longue distance via la force de Van der Waals par des liaisons covalentes fortes et courtes entre les atomes de carbone de différents monounités de mer. Le remplacement de ces liaisons longue distance par des liaisons courte distance, multipliées sur des millions de liaisons sont responsables du rétrécissement global du matériau lorsqu'il passe d'un plastique liquide à un plastique solide. Ce retrait peut entraîner de graves problèmes, notamment l'accumulation de contraintes internes, ce qui entraîne la formation de défauts ou des changements dimensionnels, qui peuvent être responsables d'une diminution des propriétés mécaniques. Il est donc important de développer et d'utiliser des matériaux à faible retrait et de contrôler correctement le retrait restant.

Comment compenser le retrait dans l'impression 3D résine ?

Comme indiqué précédemment, la première chose à faire est de commencer avec une bonne résine à faible retrait. Cela éliminera toutes sortes de problèmes plus tard. La dernière chose que vous devez faire est de compenser le rétrécissement dans les paramètres du logiciel d'impression 3D. Comme il s'agit d'une solution mathématique moyennée sur la pièce complète, les valeurs peuvent être assez erronées lorsque vous avez une résine à retrait élevé. Un autre facteur à prendre en compte est le type d'imprimante 3D que vous utilisez. Dans les imprimantes 3D résine d'entrée de gamme, vous n'avez pas beaucoup d'options de compensation. Très souvent, un simple pourcentage de retrait ou même un agrandissement manuel de la pièce de x% est nécessaire. Pour les machines plus professionnelles, vous avez deux options qui peuvent vous aider. Il s'agit du paramètre de mise à l'échelle et de la valeur de décalage.

Que font les valeurs de mise à l'échelle et de décalage pour compenser le rétrécissement ?

La valeur d'échelle est la plus facile à expliquer. Cela rendra la pièce x% plus grande. Ainsi, vous imprimez en fait une pièce légèrement plus grande et si elle rétrécit pendant l'impression, vos dimensions seront exactes. Mais ce facteur à lui seul ne couvre pas l'intégralité de l'indemnisation. Ce que vous verrez, c'est que les pièces minces ont un pourcentage de retrait plus important que les pièces épaisses. Cela signifie que si vous compensez le pourcentage de retrait sur les pièces minces, il sera trop compensé pour les pièces épaisses, et vice-versa. Pour ajouter un autre facteur, l'offset résout ce problème dans les imprimantes professionnelles. Ce paramètre ajoutera ou supprimera une quantité définie de microns du modèle exposé, quelle que soit la section transversale du modèle. Pour combiner les deux paramètres, vous pouvez en fait compenser à un niveau très détaillé. Voyons comment cela fonctionne en pratique dans le paragraphe suivant.

Compenser le retrait de la résine dans la pratique.

Avant de plonger dans la compensation de retrait, assurez-vous que le temps d'exposition et tous les autres paramètres d'impression sont fixes. La raison en est que si vous surexposez ou sous-exposez réellement vos pièces, vous compensez un problème complètement différent et vous n'obtiendrez jamais de résultats satisfaisants. Composez donc d'abord le temps d'exposition avant de compenser la mise à l'échelle.

Comme dit précédemment, le retrait est différent pour différentes épaisseurs. Donc, ce que nous faisons, c'est imprimer une série de blocs. Dans cette série de tests standard, nous imprimons un bloc de 1 mm, 2 mm, 8 mm, 10 mm, 15 mm, 18 mm, 20 mm et 24 mm. Après l'impression, ces blocs sont lavés et post-durcis correctement, avant de mesurer avec un micromètre précis. Dans ce test, nous avons optimisé Strong-X résine sur une imprimante 405D MSLA 3nm professionnelle. Si nous mesurons chaque bloc sans compensation, voici les valeurs :

Pour le définir dans un graphique avec une ligne de tendance linéaire et une équation linéaire, vous obtiendrez ceci.

L'idée est de se rapprocher d'une ligne linéaire parfaite avec l'équation y = x, ce qui signifie que la valeur d'entrée de l'épaisseur est exactement la valeur de sortie (mesurée) à n'importe quelle épaisseur. En pratique, vous ne pouvez jamais l'atteindre (nous vous en dirons plus tard pourquoi) et le but est de s'en approcher le plus possible. Ainsi, la première étape pour résoudre l'équation ci-dessus consiste à ajouter un décalage de 0,1085 mm et à ajouter un facteur de retrait de 0,96 %. Après avoir défini cela dans le logiciel, nous mesurons à nouveau.

Si vous regardez les résultats, nous avons fait un dépassement significatif de nos facteurs de rémunération. De pièces trop petites, maintenant les pièces sont surdimensionnées. La bonne chose à voir est que l'écart sur toute la fenêtre de mesure (1 – 24 mm) est tout à fait égal. Le facteur d'échelle et le décalage seront légèrement ramenés à une échelle de 0,8 % et un décalage de 0,09 mm. Les pièces seront imprimées, lavées, post-durcies et mesurées à nouveau.

Au vu des résultats, nous nous rapprochons d'un niveau de rémunération acceptable. Les valeurs mesurées sont toujours légèrement trop élevées. Un nouveau test sera défini avec une mise à l'échelle de 0,6 % et un décalage de 0,06 mm. Ces valeurs ne sont plus calculées, mais estimées à partir des mesures précédentes. On peut voir que les pièces sont légèrement trop grandes et que le facteur d'échelle comme le décalage peuvent être légèrement abaissés. Les pièces seront imprimées, lavées, post-durcies et mesurées à nouveau.

En regardant les derniers résultats, les valeurs mesurées sont assez bonnes. Sur la plage de 1 mm à 24 mm, l'écart par rapport au fichier STL réel est minime. Vous pouvez encore optimiser cela si vous le souhaitez, mais en pratique, c'est un peu inutile. Chaque imprimante a une taille de pixel spécifique (celle-ci testée est de 0,05 mm de taille de pixel). Donc, optimiser en dessous de l'écart de précision de 0,05 mm par rapport au fichier STL est inutile. La raison en est que vous pouvez peut-être obtenir une meilleure valeur que nous venons de le faire, mais ce sera totalement différent des différentes orientations et emplacements sur la plate-forme. Ensuite les facteurs entrent en jeu si une pièce est positionnée pour x% sur un pixel et si l'imprimante calcule pour exposer ce pixel ou non. Nous vous conseillons donc d'optimiser jusqu'à ce que vous atteigniez une valeur inférieure à 0,05 mm d'écart par rapport au fichier réel sur la plupart des points de mesure de votre plage de mesure.

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