La modélisation est une étape essentielle dans le processus de fabrication additive. Cette technique permet d’obtenir des produits détaillés et de formes complexes. Dans l’industrie de l’impression 3D, il existe de nombreux logiciels de CAO qui permettent de fabriquer des pièces en utilisant une méthode additive. Avec une croissance rapide du marché, les acteurs du secteur doivent réduire les temps de production, économiser les matériaux et maintenir la qualité des pièces. La question qui se pose est donc la suivante : Comment accélérer la réalisation de produits imprimés en 3D ? La réponse est simple : en augmentant le nombre de composants fabriqués en une seule impression. C’est à ce moment-là que le logiciel de nesting, ou d’imbriquage 3D, intervient. Cette solution d’impression 3D a été conçue pour économiser au maximum les matériaux et le temps de production des pièces. Il n’est pas considéré comme un logiciel de CAO car il ne permet pas de concevoir un modèle. En effet, son rôle est d’optimiser le placement des pièces dans le volume de fabrication disponible pour augmenter la quantité de produits imprimés en 3D en une seule impression. L’imbriquage automatique ou manuel trie, oriente et organise les fichiers 3D pour maximiser l’espace à l’intérieur de l’imprimante 3D, sans interférer avec les zones de non-fabrication. Une utilisation inefficace de l’imbriquage peut entraîner un gaspillage de matériau et des erreurs d’impression. Le logiciel de nesting en impression 3D fonctionne ainsi comme le jeu Tetris, dont le but est de placer chaque bloc dans une case spécifique pour optimiser la place sur le plateau de jeu.
Il est désormais disponible dans de nombreuses solutions de CAO en tant qu’option de conception supplémentaire. Parmi certaines solutions disponibles sur le marché, on peut citer Fabpilot de Sculpteo, 4D_Additif de CoreTechnologie ou les logiciels Fusion 360 et Inventor Nesting d’Autodesk. La majorité des solutions de nesting sont des extensions des logiciels de CAO. Cette méthode fonctionne avec presque toutes les technologies d’impression 3D. Il convient cependant de noter qu’il est plus avantageux d’utiliser l’imbriquage 3D pour les procédés qui utilisent de la poudre et qui ne nécessitent pas de structures de support. Ainsi, les imprimantes 3D qui bénéficient des solutions FBP telles que le DMLS, le SLS ou encore le Fusion multi-jets seront plus utiles. Sintratec, un fabricant d’imprimantes SLS 3D, a confirmé les avantages de ces logiciels avec une imprimante 3D par frittage sélectif laser. En effet, selon lui, sur les 100 travaux d’impression menés par l’entreprise, l’imbriquage a permis d’économiser 800 heures de production de pièces, 47 kilos de poudre et 50 heures de travail. Cette technique vise ainsi à augmenter la productivité des entreprises présentes sur le marché de l’impression 3D, tout en économisant de la matière.
Le binder jetting est également une technologie utilisée pour l’imbriquage. Cependant, le procédé de fusion sur lit de poudre sera préféré. L’imbriquage est plus efficace avec les technologies à base de poudre. Tous les matériaux utilisés avec ces techniques d’impression 3D sont utilisables avec les logiciels de nesting. Il est donc possible de bénéficier de la méthode d’imbriquage avec le métal, le nylon, le polypropylène ou encore la résine. En ce qui concerne les technologies telles que le DLP et le MSLA, l’imbriquage 3D peut également être utilisé. Cependant, à défaut d’économiser les matériaux, le nesting permet uniquement de bénéficier d’un gain de temps considérable pour la création des pièces. En toute logique, l’imbriquage 3D est compatible avec tous les types d’imprimantes 3D. Toutefois, le logiciel sera en grande majorité exploité sur les machines professionnelles et industrielles en raison de leur plus grand volume de fabrication.
Par ailleurs, l’imbriquage 3D peut être utilisé dans l’automobile, le médical ou encore l’aérospatial. À vrai dire, l’imbriquage est en mesure de répondre à tous les secteurs que les technologies d’impression 3D touchent. Les composants imbriqués ne sont pas forcément tous les mêmes, tout dépend de la demande du client. Ils peuvent être de différentes tailles et formes. Lors de l’utilisation d’un logiciel d’imbriquage 3D, il convient de faire attention à certains détails importants pour éviter les erreurs d’impression. Tout d’abord, dans une imbriquage automatisé ou manuel, il est important de laisser un espace d’au moins 1,5 mm entre tous les composants de votre fichier 3D avec les techniques SLS et un espace de 5 mm avec les procédés MJF. La chaleur produite par les imprimantes 3D empêchera ainsi les pièces de fusionner pendant le processus d’impression. Ensuite, il existe également des problèmes de structure lorsque le logiciel ne respecte pas la structure de deux pièces en forme d’anneaux qui peuvent se croiser ou se lier entre elles. Les deux pièces deviennent inutiles. Il est important pour l’utilisateur de prévoir une petite ouverture pour faciliter le retrait des deux composants.
Toutefois, même si ces erreurs sont évitées, le processus d’imbriquage ne doit pas subir de changements radicaux pour éviter le risque de curling. Ce phénomène d’impression 3D se produit lorsque les couches d’impression ne collent pas correctement les unes aux autres, entraînant des bords courbés ou des couches mal alignées. En somme, la technique d’imbriquage est une solution efficace pour obtenir une plus grande quantité de produits imprimés en 3D en une seule impression, tout en économisant du temps et des matériaux.
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