Par Greg Bejtlich – Spécialiste d’Applications chez SolidXperts

Malgré les nombreuses avancées de la technologie d’impression 3D, la fabrication additive reste une industrie monochromatique. Les imprimantes conventionnelles FFF (FDM) et SLA sont limitées à l’impression d’une couleur à la fois, mais que faites-vous quand vous avez besoin de plus? L’ajout d’une touche de couleur à votre modèle améliore l’esthétique et met en évidence les détails clés au cours des phases de pré-production.

Aujourd’hui, nous examinons l’impression et le post-traitement d’une réplique de Mars Rover. Depuis 2014, NASA publie des modèles 3D dans leur base de données publique, notamment des fichiers optimisés pour l’impression 3D. Parmi nos favoris, citons la SOFIA à l’échelle 1: 200, également appelée Boeing 747SP de “chasse au trou noir”, ou le conceptuel Titan Submarine, chargé d’explorer les méthaniers de la plus grande lune de Saturne.

Malgré ces modèles intéressants, concentrons-nous sur le Curiosity Rover de Mars. Lancé en 2012, le Curiosity Rover effectue des recherches sur le cratère de Gale à la recherche de la vie microbienne et d’eau. Les modèles 3D sont gratuits et accessibles sur le site de la NASA: ils se trouvent sur leur “page de ressources 3D”.

Téléchargez les fichiers ici

Modèle de Curiosity Rover détaillé (grand) – Instructions de construction

L’ensemble de fichiers comprend vingt et un composants uniques et quatre fichiers pré-imbriqués pour faciliter l’impression. Les modèles sont conçus pour l’impression FFF et incluent des fonctionnalités “sans support”, par exemple les découpes diamantées / arquées, angles inférieurs à 45 ° et pièces pré-orientées.

Corps de Curiosity Rover (aucun support requis!)

Les imprimantes incontournables pour la réplique étaient les Markforged MarkTwo et le Industrial X7. Remarque: La résolution de 200 µm et le filament utilisés pour cette impression peuvent également être atteints avec la série de base Onyx One. Le matériau vedette des imprimantes Markforged est un mélange de fibres de nylon et de carbone appelé Onyx, connu pour sa rigidité, son aspect noir mat et sa forte résistance aux produits chimiques. Pour rendre cette impression plus facile à gérer, nous plaçons autant de pièces que possible sur la plaque de construction massive du X7 et ajustons les paramètres. Les paramètres Eiger par défaut donnent de meilleurs résultats, mais la résolution a été réduite à 200 microns pour une impression plus rapide. Au total, le “temps de partage” était de 39 heures pour un coût de 58,36 $.

Plaque de construction Eiger X7

Volume de construction: 12,9 pouces x 10,63 pouces x 7,87 pouces

Qu’est-ce qui a rendu ces modèles idéaux pour la fabrication additive ? Réduire au minimum la quantité de matériau de support nécessaire maintient les surfaces lisses et nécessite un nettoyage minimal. Les ficelles et le matériau en excès ont été enlevés avec une lame à pointe fine et les surfaces rugueuses ont été légèrement poncées à 220 grains. Tandis que la hauteur de couche 200 µm imprime plus rapidement que les couches de résolution supérieure, les stries deviennent plus apparentes sur les surfaces inclinées et en dôme pouvant être remplies avec un mastic ou un apprêt si nécessaire. Les géométries avec une courbure plus grande doivent être imprimées à une hauteur de couche beaucoup plus petite (50-125 µm).

Il est recommandé d’assembler et de désassembler la surface avant de peindre, car des interférences avec les pièces ou un nettoyage supplémentaire peuvent être nécessaires. Du ruban adhésif bleu pour peintres peut être utilisé pour masquer des sections spécifiques ou des éléments conservant l’aspect noir en dessous. Comme Onyx est noir de carbone, une couche de base d’apprêt plastique est indispensable! La peinture adhèrera à l’apprêt et renforcera les couleurs plus claires sur une surface noire. Notre choix de peinture est Krylon Fusion All-In-One, qui contient à la fois un apprêt et une peinture et qui adhère bien à Onyx. Si la pièce est exposée aux agressions extérieures, une couche transparente satinée ou brillante peut aider à protéger la finition.

Après séchage dans un endroit bien ventilé, retirez soigneusement votre ruban de masquage et commencez le montage. La plupart des goupilles incluses ont une lèvre de retenue et pivotent librement. Les autres composants tels que le support de fixation doivent être ancrés avec de la colle. En général, la super-colle gélifiée est plus efficace que le liquide car elle comble les lacunes et a un temps de prise plus long. Markforged recommande le Loctite 4861, mais de nombreuses marques de gel super collant ont donné de bons résultats.

Conseil: Si vous souhaitez davantage de détails dans votre modèle, ignorez la peinture en aérosol et colorez les boulons et le câblage à l’aide d’un pinceau à pointe fine ou d’un stylo.

 

Enfin, profitez de votre impression et prenez des photos!

SolidXperts vous propose des solutions pour répondre à vos besoins et vous aider dans tous vos défis quotidiens. Pour plus d’informations sur les imprimantes 3D Markforged, contactez-nous.

En 2013, Markforged a transformé l’industrie de l’impression en 3D en permettant de créer des pièces industrielles fonctionnelles. Bien que cette entreprise d’impression 3D innove avec l’impression 3D métallique, nous voulons prendre un moment pour reconnaître les puissantes fonctionnalités offertes par les imprimantes composites qui les maintiennent au sommet du monde de la FDM. Voici nos sept principales caractéristiques composites Markforged :

 

1. La Fibre

C’est le coup d’envoi de l’innovation pour les imprimeurs de Markforged – la possibilité d’imprimer avec un filament de fibre continue (CFF) en utilisant de la fibre de verre, du Kevlar et la fibre de carbone préférée de tous.

Impact:

Les pièces imprimées en 3D sont 8 fois plus résistantes que l’ABS et présentent des caractéristiques comparables à celles de l’aluminium 6061, ce qui ouvre des possibilités de conception. Des pièces plus légères, à faible coût et à production rapide, peuvent constituer une proposition intéressante pour de nombreux fabricants. Cette caractéristique permet à elle seule de faire de l’impression 3D une solution complète plutôt qu’un outil de prototypage.

 

2. Développer les caractéristiques fines

Que fait exactement « Expanding Thin Features » ? L’activation de cette fonction permet d’épaissir la géométrie de votre pièce pour répondre aux exigences d’épaisseur minimale des parois de l’imprimante. Toute couche trop fine pour être imprimée sera automatiquement prise en compte et adaptée pour répondre aux exigences minimales. Facile à ignorer puisqu’il suffit d’un clic pour l’activer, vous pouvez voir la pièce récupérée dans les vues en coupe ci-dessous !

Impact:

Cette fonction excelle vraiment à prendre des pièces non conçues pour la fabrication additive et à ajuster leur géométrie pour qu’elles puissent être fixées en 3D. Vous devez être prudent lorsque vous utilisez cette fonction car la modification de la géométrie ne permet pas de conserver la précision dimensionnelle du modèle CAO d’origine. Le principal avantage est que la majorité des pièces existantes peuvent être imprimées sur des imprimantes Markforged sans avoir à les reconcevoir. Ce niveau d’automatisation et d’intelligence constitue un énorme saut dans l’innovation dans un secteur par ailleurs en perte de vitesse.

 

3. Pause & retrait du lit d’impression

Le lit d’impression lui-même est fixé par trois aimants en néodyme, ce qui permet à l’utilisateur de retirer la plaque de construction pendant toute la durée de la couche. Cela signifie également que vous pouvez remplacer le lit d’impression et continuer l’impression là où vous l’avez laissée. Ce processus a une répétabilité de 10 microns, ce qui signifie qu’il n’y a aucun problème pour continuer l’impression à partir de la nouvelle position.

Impact:

La possibilité de faire une pause et de retirer le lit d’impression ouvre de nombreuses possibilités de conception, comme l’encastrement de matériel ou l’encapsulation de pièces secondaires (par exemple, LED, aimants ou RFID). La répétabilité et la cohérence du lit d’impression permettent de nombreuses astuces et sont bien documentées dans les blogs de Markforged.

 

4. Mise à niveau adaptée du lit (X7)

L’imprimante industrielle X7 utilise un micromètre laser intégré pour créer une carte de contour du lit d’impression avec une précision de 1 µm. Bien qu’elle vous avertisse que le lit n’est pas correctement nivelé, l’imprimante ajustera de manière dynamique l’extrusion de la première couche pour augmenter la cohérence de votre impression.

Impact:

L’application du système de mesure laser élimine bon nombre des problèmes de mise à niveau des lits qui se produisent avec les imprimantes standard de type FDM. Non seulement les pièces sont plus plates que sur les imprimantes FDM traditionnelles, mais la compensation initiale signifie beaucoup moins d’échecs d’impression.

 

Bonus: Blacksmith

Découvrez  Blacksmith AI qui utilise le même micromètre laser pour ajuster la pièce physique en fonction des résultats de l’inspection. Le résultat final est une boucle de rétroaction étroite qui permet de fabriquer des pièces extrêmement précises qui deviennent plus précises avec le temps.

 

5. Turbo Print & Turbo Supports [BETA Features]

Les caractéristiques du Turbo BETA permettent d’imprimer le support et le remplissage à deux fois la hauteur de couche de l’impression. En tirant parti de la structure de support, Markforged a multiplié les possibilités d’économiser du temps et du matériel sur vos impressions.

Impact:

Les fonctions turbo permettent d’accélérer les temps d’impression et de réduire le matériel. Fondamentalement, cela montre que Markforged s’engage à améliorer et à mettre en œuvre des solutions. Ils sont prêts à améliorer leur produit en permanence et continueront à ajouter des fonctionnalités BETA.

 

6. Tableau de bord de l’Eiger

Grâce à un logiciel polyvalent basé sur les nuages, de nombreux paramètres sont suivis pour votre commodité. L’Eiger Dashboard permet à la fois à la direction et aux utilisateurs de suivre les statistiques de l’imprimante, telles que l’utilisation des auteurs et du matériel.  Non seulement le portail comprend des graphiques intégrés, mais les données sont également disponibles en format CSV.

Impact:

Dans la fabrication traditionnelle, la gestion des matériaux et du temps constitue une part importante de la gestion des ressources. Grâce à Eiger, il est incroyablement facile de suivre l’utilisation du matériel, le temps de fonctionnement et d’autres métadonnées précieuses pour rendre vos opérations plus efficaces.

 

7. Vue Interne d’Eiger

Avec le « trancheur » Eiger, les utilisateurs peuvent visualiser les caractéristiques internes de votre pièce en 2D et en 3D. Ces vues comprennent également la structure thermoplastique, le remplissage, l’utilisation de fibres et les supports amovibles. De plus, la vue de découpe comprend un curseur en temps réel, qui reflète le temps d’impression et l’utilisation du matériau par couche. La meilleure caractéristique de la vue interne est la possibilité d’ajouter et d’ajuster des couches de fibres (sections bleues).

Impact:

En permettant l’utilisation de fibres dans l’Eiger, l’automatisation standard du renforcement des fibres fait un travail exceptionnel. Cependant, la possibilité de contrôler le placement des couches de fibres vous donne, à vous, l’utilisateur, la possibilité d’ajouter de la résistance à la pièce sans surcompenser avec des fibres ou augmenter le coût inutile de la pièce. Grâce à une orientation et une disposition intelligentes des fibres, vous pouvez créer des pièces très résistantes, mais bon marché ! Vous avez besoin de renforcer les trous de boulons pour résister aux contraintes de cisaillement ? Pas de problème ! Vous voulez profiter de la théorie de la flexion des poutres pour réduire les coûts ? Il suffit de quelques clics. Cette adaptabilité et cette maniabilité dans la vue interne en font l’une des caractéristiques les plus percutantes des imprimantes Markforged.

 

Essayez Eiger gratuitement ! 

 

Conclusions:

Les principales caractéristiques des imprimantes composites de Markforged. Même si l’impression de style FDM est une quantité connue, Markforged a réussi à innover sur des caractéristiques clés qui permettent de garder la technologie à jour.

 

Pour plus d’informations, contactez un Xpert !

Par Steven Murphy – SolidXperience Applications Engineer

 

Nous nous efforçons toujours de trouver de nouvelles façons de tirer parti de la capacité de la fabrication additive. Ainsi, lorsqu’une charnière de siège de toilette a décidé qu’elle avait été claquée pour la dernière fois, il n’y avait qu’une seule chose à faire !

Après avoir modélisé le système dans SOLIDWORKS, je n’arrêtais pas de me demander s’il y avait un bon moyen de savoir si un composant imprimé en 3D allait être suffisamment résistant. Les composants imprimés en 3D ont la mauvaise réputation d’être fragiles. Alors, n’ayant rien à perdre, j’ai plongé dans la Simulation SOLIDWORKS : les résultats?!

La première chose que j’ai faite a été de comparer un matériau d’impression 3D conventionnel tel que l’ABS avec le Nylon blanc de Markforged, et les résultats sont assez explicites (disons que si je ne veux pas refaire cette pièce dans un avenir proche, j’utiliserais le Nylon blanc !)

 

J’ai également fait une simulation rapide en combinant les fibres continues de Markforged avec le thermoplastique Onyx en fibres de carbone hachées, mais cela était clairement trop élaboré. Une fois que j’ai réalisé que je concevais le système pour un haltérophile professionnel avec un siège capable de soutenir 800 kg, j’ai décidé qu’il était temps de passer à l’impression du concept initial en Nylon blanc!

Après avoir chargé le fichier STL dans le logiciel Eiger de Markforged (dans le nuage), il était prêt à être imprimé! Et bien que j’ai simplifié le processus de simulation avec des hypothèses, le pire scénario qui puisse arriver et que je doive réimprimer la pièce pendant quelques heures !

 

 

Voilà comment, juste comme ça, j’ai remplacé une pièce du quotidien en un rien de temps. Jetez un coup d’œil au résultat final :

 

 

La fabrication additive est en train de transformer la façon dont fonctionne la réparation des dispositifs et appareils conventionnels : en réduisant le temps d’attente des pièces, vous pouvez revenir aux tâches vraiment importantes de la vie. Et cela s’applique aux machines et aux équipements tout aussi bien qu’aux toilettes.

Pour plus d’informations sur nos logiciels de simulation ou sur notre large gamme d’imprimantes et de matériaux 3D, contactez un Xpert dès aujourd’hui !