FILAMENTS DE SUPPORT : TOUT CE QU'IL FAUT SAVOIR

Pour réaliser des impressions 3D complexes, disposer de structures de support est fondamental. Grâce à elles, nous pouvons réaliser des géométries complexes tout en maintenant intacte l’esthétique du projet. Dans cet article, nous parlerons des meilleurs filaments de support pour réaliser des structures de soutien, des alternatives disponibles, des meilleures pratiques et de la manière de résoudre les problèmes. Lisez donc attentivement cet article pour découvrir comment réaliser des impressions 3D complexes.

Introduction aux structures de support

Que sont les structures de support ?

Les structures de soutien sont des constructions temporaires imprimées avec le modèle principal pour garantir la stabilité de l’impression. Si la conception du modèle prévoit des géométries complexes ou des surplombs, elle nécessite un support adéquat afin d'éviter qu'il ne s'affaisse ou ne s'effondre. Les structures de support servent à maintenir en place les formes et les caractéristiques les plus complexes jusqu'à la fin de l'impression.

Après avoir analysé le projet et les paramètres définis, le logiciel de tranchage (slicer) indique les zones qui nécessitent un support et les imprime avec le modèle original. Ces structures sont amovibles manuellement ou solubles dans l'eau.

Importance des structures de support dans l’impression 3D

Les structures de support sont extrêmement importantes pour stabiliser certaines parties de l'impression. Elles garantissent une reproduction précise de détails complexes et permettent d'obtenir des modèles de meilleure qualité. Sans les structures de support, il serait quasiment impossible de reproduire des figures complexes en impression 3D. Les structures de support confèrent de la polyvalence à la technologie d'impression 3D, en amplifient la fonctionnalité et favorisent la possibilité de produire des objets révolutionnaires.

Types de matériaux de support

Selon le projet, différents filaments sont souvent utilisés pour réaliser des structures de support pour l'impression 3D :

PVA (Polyvinyl Alcohol – Alcool polyvinylique)

L’alcool polyvinylique, également connu sous le nom de PVA, est l’un des types de filaments de support utilisés pour réaliser des structures de soutien solubles dans l’eau et dotées d’une grande compatibilité, couramment utilisé pour ses excellentes caractéristiques en tant que support. Il se dissout facilement dans l'eau, laissant l'impression propre. Vous pouvez utiliser le PVA avec différents filaments pour l'impression.

HIPS (High Impact Polystyrene – Polystyrène choc)

Le polystyrène choc (HIPS) est un autre filament pour réaliser des structures de support très compatibles, qui se dissout sans problème dans le d-limonène en laissant une surface uniforme.

Séparation des structures de support

On utilise essentiellement le filament choisi pour le projet principal pour créer des structures de support et, une fois l'impression terminée, ces dernières sont coupées ou cassées physiquement. Elles sont assez faciles à retirer et sont excellentes en tant que support.

Autres types de matériaux pour les structures de support

Outre les structures de support mentionnées ci-dessus, sont également utilisés :

Nylon

Le nylon est également très utilisé comme filament de support, car il offre un bon soutien aux surplombs et est soluble dans les solvants. Il est également possible de retirer les supports manuellement.

Support en métal

Ce type de support est utilisé dans les travaux d'impression 3D, comme la fusion laser sélective, pour soutenir les pièces métalliques. Normalement, pour réaliser ces structures de support, on utilise une poudre métallique similaire à celle utilisée pour l'impression principale. Ces supports métalliques sont facilement amovibles par sablage ou électroérosion.

Brève vue d'ensemble des structures de support supplémentaires disponibles

Résines de support solubles

Les filaments de support en résine sont utilisés comme filaments de support pour certaines technologies comme le traitement numérique de la lumière (DLP). Certains solvants sont utilisés pour dissoudre les structures de support en résine.

Structures de support FDM

Dans les processus d'impression FDM, les filaments compatibles avec la technologie FDM, comme l'ABS ou le PLA, sont utilisés pour réaliser les structures de support. Une fois l'objet imprimé, il est possible de retirer ces structures de support.

Matériaux de support résistants à la chaleur

Des technologies comme le frittage laser sélectif (SLS) nécessitent des matériaux thermoplastiques à haute température comme le PEI pour imprimer les structures de support.

Travailler avec le PVA

Lors de l'impression des structures de support pour un modèle, il est nécessaire de garder à l'esprit certains aspects comme les paramètres d'impression ou les méthodes de retrait du support. Dans cette section, nous aborderons les meilleures façons de travailler avec le PVA.

Paramètres d'impression et considérations

Température d'impression du PVA : Bien que la température d'impression puisse varier selon les marques de filaments, la température idéale se situe généralement entre 180 et 210 degrés Celsius.

Adhérence au plateau : Pour une meilleure adhérence au plateau, utilisez une plaque chauffante et nettoyez-la avant d'imprimer. Vous pouvez également utiliser une colle à base de PVA pour faire adhérer le filament à la surface.

Vitesse d'impression : Il est préférable d'utiliser une vitesse plus lente, idéalement autour de 20 à 50 % de celle du filament principal, lors de l'impression de structures de support avec le PVA. Cela garantit une meilleure adhérence, un dépôt précis et préserve l'intégrité structurelle.

Meilleures procédures pour retirer les supports en PVA

Pour retirer facilement les supports, procédez comme suit :

• Immergez le modèle dans l'eau afin que les supports s'y dissolvent.
• Brossez les supports pour accélérer la dissolution.
• Changez l'eau lorsqu'elle devient trouble à cause du PVA dissous.
• Rincez le modèle et laissez-le sécher complètement.
• Appliquez des techniques de post-traitement pour obtenir une meilleure finition de surface.

Conseils pour optimiser les structures de support en PVA

Utilisez les filaments de support là où c'est nécessaire. N'exagérez pas avec les supports car ils peuvent allonger les temps d'impression et gaspiller du filament. Pour optimiser le support en PVA, vous pouvez :

1. Pour préserver l'intégrité structurelle, réglez la densité du support dans le logiciel de tranchage.
2. Pour améliorer la stabilité et l'adhérence, augmentez la zone d'interface du support.
3. Imprimez à une vitesse inférieure pour une meilleure adhérence et un meilleur dépôt.
4. Augmentez le seuil de l'angle de surplomb.
5. Réglez la température d'impression pour minimiser les risques de fils (stringing).
6. Contrôlez le processus d'impression et résolvez les problèmes.

Choisir le bon filament pour la structure de support

Facteurs à considérer lors du choix d’un filament pour la structure de support

Il est important de choisir un filament compatible pour les supports d'impression afin d'éviter que le processus de retrait ne devienne difficile. Les facteurs à considérer pour choisir le bon filament sont :

• Assurez-vous que le filament de support est compatible avec le filament principal.
• Évaluez la facilité de dissolution des filaments ou les étapes de post-traitement.
• Choisissez un filament de support qui adhère facilement à l'objet à imprimer.
• Pour éviter les problèmes d'obstruction, le filament de support et le filament primaire doivent avoir des températures d'impression analogues ou proches.
• Évaluez la résistance mécanique du filament de support et vérifiez si elle correspond aux exigences d'impression.
• Certains filaments de support sont idéaux pour réaliser des prototypes rapidement, tandis que d'autres sont plus indiqués pour réaliser les détails. Choisissez donc un filament de support parfait pour votre projet d'impression.

Compatibilité avec l’imprimante et le filament principal

Les matériaux pour la structure de support doivent être suffisamment compatibles avec le filament primaire et avec l'imprimante afin de garantir la stabilité des supports et un retrait optimal de ceux-ci. Vérifiez que votre imprimante peut supporter la température nécessaire pour imprimer avec le filament de support et qu'elle est adaptée à la double extrusion.

De plus, la présence concomitante du matériau de support et du filament principal permet une meilleure adhérence entre l'impression principale et le support.

Par conséquent, choisissez un filament qui adhère correctement au modèle principal.

Cas d’utilisation et applications

Les structures de support sont énormément utilisées pour imprimer des modèles délicats dans différents secteurs. Grâce à elles, nous pouvons imprimer des modèles complexes. L'utilisation de supports est très courante dans des secteurs comme l'automobile ou l'aérospatial, où les conceptions sont souvent trop complexes. Ils sont aussi largement utilisés dans l'industrie médicale pour produire des prothèses, des modèles anatomiques ou des guides chirurgicaux.

Ces structures de support sont également courantes parmi les étudiants et les architectes pour réaliser des modèles architecturaux et des sculptures.

Conservation et traitement des filaments de support

Conseils de conservation pour éviter l’absorption d’humidité

1. Conservez les filaments de support dans un sac scellé sous vide ou dans un récipient hermétique.
2. Ajoutez des sachets déshydratants à l'intérieur du récipient pour garder le filament sec.
3. Conservez les filaments dans un endroit frais et sec, à l'abri de la lumière du soleil.
4. Installez un capteur d'humidité dans la pièce où vous les conservez, afin de pouvoir intervenir plus rapidement si la température change.
5. Achetez des sécheurs de filaments ou des boîtes de séchage utilisés pour absorber l'humidité excessive et garder le filament sec.

Techniques de traitement appropriées pour maintenir l’intégrité du filament

• Conservez le matériau de support dans un récipient hermétique et ajoutez quelques sachets déshydratants pour que l'environnement interne reste sec.
• Utilisez des gants car toucher directement le filament peut transférer l'humidité ou la graisse sur celui-ci.
• Gardez la buse propre pour améliorer l'extrusion du filament.
• Assurez-vous que la bobine de filament est correctement positionnée pour éviter qu'elle ne s'emmêle.
• Pour préserver la qualité du filament, assurez-vous que l'environnement d'impression est stable.