Les supports d'impression 3D en résine

Contrairement à l'impression 3D FFF, en impression 3D avec résine, l'utilisation de supports est recommandée en permanence. Il y a plusieurs raisons pour lesquelles les supports doivent être utilisés, mais les plus importantes sont :

• Soutenir les porte-à-faux : Tout comme en impression 3D FFF, chaque couche doit être soutenue par la précédente. C'est pourquoi les porte-à-faux nécessitent l'utilisation de supports.
• Précision des premières couches : Il est courant d'utiliser de longues expositions pour les premières couches afin d'améliorer l'adhérence à la plateforme d'impression. Cette surexposition entraîne généralement des couches plus épaisses, des erreurs dimensionnelles et une perte de précision. L'utilisation d'un radeau et de supports évite la nécessité de positionner la pièce à la base et donc d'éviter que les couches surexposées ne coïncident avec la pièce.
• Minimiser les risques de défaillance : Pendant le processus d'impression, la résine durcit au contact d'un FEP ou d'un film de PDMS. En soulevant la plateforme, l'interaction de la pièce avec ce film génère des forces d'adhérence qui sont plus importantes plus la surface de contact est grande. C'est pourquoi les pièces sont généralement positionnées de manière oblique, minimisant ainsi la surface par couche. Ce positionnement génère généralement une plus grande surface en porte-à-faux qui nécessite l'utilisation de supports.

Parties des supports

En impression avec résine, les supports sont divisés en trois parties :

• Base : C'est la zone de contact avec la plateforme, plus sa surface est grande, meilleure sera l'adhérence avec la plateforme, mais plus la consommation de résine sera importante.
• Pilier ou corps : C'est la structure de support en élévation. Il s'agit d'une structure en colonne avec un risque de flambage, il est donc nécessaire d'ajuster correctement son diamètre en fonction de sa hauteur et de savoir s'il est interconnecté avec d'autres supports ou non.
• Tête : C'est la zone de jonction entre le support et la pièce. Elle est utilisée pour réduire la surface de contact avec la pièce. C'est le point le plus faible et celui présentant le plus grand risque de défaillance.

Image 1 : Structure d'un pilier. Source : makezine.

Paramètres des supports

Bien qu'ils puissent varier d'un logiciel à l'autre, il existe plusieurs paramètres qui doivent être configurés correctement pour que l'impression réussisse :

• Densité des supports : Il s'agit du nombre de piliers de support par surface générée sur la pièce. Plus le nombre de supports est élevé, plus le risque de défaillance est faible, mais plus l'impact esthétique sur la pièce est important. L'idéal est d'utiliser le nombre minimum de supports possible sans que la pièce ne soit défaillante. Il peut également apparaître comme espacement, où la valeur indique la distance entre les supports.
• Type de supports : Généralement, on distingue deux types de supports : droits et en arbre. Les supports en arbre sont plus efficaces car ils nécessitent moins de matériau et une densité moindre, cependant, dans les pièces hautes, ils peuvent présenter un risque de défaillance plus élevé que les supports droits.
• Hauteur ou élévation : C'est la distance à laquelle la pièce sera séparée de la base. Il est recommandé d'avoir au moins entre 3 et 5 mm.
• Diamètre : Il s'agit du diamètre du corps du support. Un plus grand diamètre produira des supports plus stables, mais augmentera la consommation de résine. Le diamètre du support n'affecte pas l'aspect visuel de la pièce, donc le seul inconvénient est la consommation de matériau. Il est recommandé d'augmenter le diamètre sur les pièces nécessitant des supports de grande hauteur afin d'éviter les défaillances.
• Diamètre du point de contact : Il s'agit de la zone de contact entre le support et la pièce, et l'un des paramètres les plus importants. Un plus grand diamètre produira une meilleure liaison entre la pièce et les supports, minimisant ainsi le risque de défaillance, mais augmentera également l'impact visuel sur la pièce.
• Supports interconnectés : La fonction de supports interconnectés crée des structures de liaison entre les différents supports, leur fournissant une plus grande stabilité. Certains logiciels appliquent cette fonction par défaut. Cela augmente la consommation de résine, mais réduit considérablement le risque de défaillance.

Problèmes courants avec les supports

Certains des échecs les plus courants en impression 3D de résine sont liés aux supports.

• La pièce se détache des supports : Pour réduire l'impact visuel des supports sur la pièce, ceux-ci se rétrécissent dans leur zone de contact (tête), minimisant ainsi la surface de contact. Les forces de décollement entre la pièce et le FEP ou le film de PDMS provoquent parfois la séparation entre la pièce et les supports. Lorsque cela se produit, la solution consiste à augmenter la surface de contact entre la pièce et les supports, ce qui peut être fait de deux manières :
• Augmenter la surface de contact, ce qui rendra les marques des supports plus visibles et augmentera le risque de produire des encoches lors de leur retrait.
• Augmenter la densité des supports, ce qui augmentera également l'impact visuel sur la pièce. Le risque de produire des encoches sur les pièces lors de leur retrait est moindre. Bien que le risque que la pièce se détache complètement soit réduit, il est probable que certains supports échouent.
• Certains supports se déplacent : Dans le cas de supports élevés, il existe un risque de flambage lors du changement de couche. Cela provoquera des déplacements de couche qui feront échouer certains supports. La meilleure façon d'éviter cela est de :
• Augmenter le diamètre des supports
• Augmenter l'interconnexion
• Réduire la vitesse d'élévation de la plateforme
• Les supports ne sont pas retirés facilement / la pièce est endommagée lors de leur retrait : Cela est dû à une surface de contact trop grande. Il est recommandé de réduire la surface de contact avec la pièce, ce qui augmente le risque de séparation entre la pièce et les supports. Pour compenser, il est possible d'augmenter légèrement la densité des supports.

Comment retirer les supports

Certains fabricants recommandent de retirer les supports avant la post-cuisson, tandis que d'autres le recommandent après. Il est optimal de retirer les supports avant la post-cuisson, car ils seront retirés plus facilement et de revoir les marques une fois la pièce cuite.

Les supports ne doivent jamais être arrachés manuellement, car cela produira des encoches et de petits arrachements sur la pièce. Les supports doivent toujours être retirés en utilisant des pinces coupantes et des lames, en les coupant près du point de contact. Une fois la pièce cuite, ils peuvent être poncés pour réduire leur impact visuel.