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Applications de finition

Raccord, joint et pièces embellies imprimées en 3D

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Vibroabrasion pour les pièces FDM

Présentation

La vibroabrasion est utilisée pour améliorer la finition de la surface des pièces modélisées par dépôt de fil en fusion (FDM). Cette technique permet d'éliminer les traces de couches résultant du mouvement de ponçage (appelé “découpe”), ou polir une surface FDM pour un lustrage brillant. Pour réaliser la découpe et le polissage, suivez un processus en deux étapes.

Stratasys mène actuellement des recherches exhaustives sur la vibroabrasion, dans le but d'étendre les options de finition qu'elle offre à ses clients. Les machines de vibroabrasion actuellement disponibles ont été conçues pour traiter le métal, les ingénieurs de Stratasys prennent donc bien soin d'élaborer les meilleures pratiques, en collaboration avec les fabricants de machines, pour exploiter ces systèmes pour le plastique. Les résultats initiaux sont prometteurs. Parmi les pièces typiques qui peuvent bénéficier de la vibroabrasion, on trouve : les pièces à peindre, les modèles représentants des pièces moulées par injection, les boîtiers, les conduites d'air et les aérations, et les modèles maîtres.

Si l'on examine une pièce FDM de très près, ’on s'aperçoit que les parcours extérieurs présentent un léger renflement d'environ 0,002 p résultant du processus de dépôt par couche. La vibroabrasion lisse le matériau sur la partie externe de la surface de la pièce, en retirant entre 0,0015 et 0,003 p de la surface.

Types de systèmes

Stratasys a testé deux types de systèmes pour réaliser la vibroabrasion : vibrateur et centrifugeuse. Les tests ont été convaincants sur les machines des deux fabricants indiqués ci-dessous. Sur les machines des autres fabricants, les résultats sont impossibles à prédire.

Les vibrateurs sont disponibles en forme de bac ou de cuvette de différentes dimensions. Les unes comme les autres sont adaptées aux matériaux FDM. Les bacs standard traitent les pièces de manière agressive. Nous avons donc’ajouté des biellettes au bac afin de protéger les pièces des dommages occasionnés par du support coincé entre la pièce et la paroi. Ces biellettes sont nécessaires pour la finition des pièces FDM dans un dispositif à bac. La durée des cycles est plus longue dans les systèmes à cuvette, car le traitement est moins agressif, mais les pièces sont mieux protégées des dommages. De plus, cette méthode est préférable, car son polissage est plus uniforme.

Stratasys a testé et recommande le bac vibrateur avec déchargement final V13 d'Almco Inc. (www.almco. com; 507 West Front St., Albert Lea, MN 56007; 1-800-521-2740). Le bac mesure 51 p/20 p/24 p. Pour un espace et un débit suffisant, la taille maximale d'une pièce est de 45 p/12 p/16 p. Certaines pièces de grandes dimensions peuvent être montées sur un dispositif d'enroulement, ce qui évite la distorsion des pièces longues par le couple de traitement. Le bac peut être divisé pour utiliser plusieurs types de support. Le coût approximatif d'une machine s'élève à 40 000 $, plus 5 000 $ pour le support. Pour les systèmes à cuvette, Stratasys recommande également Almco. Collaborez avec le fournisseur pour choisir le système de la taille appropriée pour vos pièces habituelles.

Les machines centrifugeuses sont disponibles en un modèle et une taille uniques. Cette machine est adaptée à tous les matériaux FDM, mais la taille des pièces est limitée à environ 5 p de tous les côtés. Le processus de finition avec cuvette centrifugeuse est adapté aux pièces fragiles et très détaillées.

Stratasys a testé et recommande la machine de finition C-4-806 de Grav Co (www.gravcollc.com; 400 Norwood Ave., Sturgis, MI 49091; 1-800-521-5793), car elle est dotée d'un moteur à vitesse variable. Les quatre cuvettes’ de la machine peuvent accepter deux différents types de support au total. (De trop nombreux types de support peuvent entraîner un déséquilibre lorsque la cuvette tourne). Le coût approximatif d'une machine s'élève à 30 000 $, plus 2 000 $ pour quatre variétés de support.

Choix du support

Les supports pour la vibroabrasion sont nombreux. Stratasys a testé la céramique, le synthétique, le plastique et la rafle de maïs. À l'exception de la rafle de maïs, le support est disponible en plusieurs tailles et formes. Pour choisir le support, tenez compte de la taille et de la géométrie de vos pièces les plus utilisées. Les petits supports sont adaptés aux petites pièces, et les pièces très détaillées ou spéciales demandent des formes de support complexes, comme l'étoile. N'oubliez pas que les descriptions des fabricants concernant la finition souhaitée, comme “brossée” ou “satinée,” se rapportent aux pièces en métal. Voici quelques conclusions tirées des expériences avec des pièces FDM :

La céramique est le support le plus lourd et le plus agressif. Il est le plus adapté aux matériaux FDM robustes : PC, ULTEM et PPSU. La céramique est disponible en plusieurs tailles et formes pour couper et/ou polir, en fonction de la finition désirée. Le support de polissage en céramique permet d'obtenir une surface brillante sur tous les matériaux FDM.

Le synthétique, surtout utilisé pour la coupe, fonctionne bien avec les matériaux M-30 et PC-ABS. Il’ est plus léger que le plastique ou la céramique, et la durée des cycles peut donc augmenter. Plus le support est léger, moins le risque d'endommager la pièce est élevé. Si le poids du support en céramique ou en plastique dans un bac ou une cuvette risque à lui seul de briser les fines parois de la pièce lors de son passage dans ce dernier, le synthétique peut s'avérer une bonne alternative.

Le plastique est idéal pour le M-30 et le PC-ABS, mais dans la plupart des cas il est également approprié au PC. Ce support est moins agressif, car il pèse moins et est plus doux que la céramique. Surtout utilisé pour la coupe, le plastique est disponible en plusieurs tailles et formes.

La rafle de maïs, surtout utilisée pour le polissage, peut également être associée à des composés pour la coupe et un polissage amélioré. Stratasys se trouve encore au stade préliminaire des tests dans ce domaine. Le M-30 pourrait bien être le seul matériau pour lequel la rafle de maïs est adaptée pour la coupe. La rafle de maïs devrait être utilisée en tant que polisseur final, après le polissage humide. Elle peut entraîner une certaine décoloration, facilement lavable. Une réserve WaterWorks remplie d'eau propre est parfaitement adaptée à ce processus.

Quel que soit le support, pour éviter l'accumulation de sédiments sur les pièces, retirez les pièces du système à la fin du processus de finition. Ne ’ les laissez pas dans un milieu statique. Rincez les pièces dans de l'eau propre pour éliminer tous les résidus.

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