Améliorer la résistance ou l'aspect de pièces imprimées en 3D par post traitement ?

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Christophe
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Améliorer la résistance ou l'aspect de pièces imprimées en 3D par post traitement ?




par Christophe » 26/10/20, 14:44

Tuto: comment renforcer la résistance ou améliorer la surface des pièces imprimées en 3D avec un post traitement ?

J'imprime des pièces 3D depuis quelques temps en fil fondu et en résine photosensible SLA / LCD. Ce sujet ne concerne que les pièces en fil fondu, (technologie encore la plus répandue)...bien que certaines techniques puissent certainement s'appliquer aux pièces résines...à voir !

Mes pièces doivent être fonctionnelles, c'est à dire pas que être belles en apparence mais surtout fonctionnelles avec une tenue en résistance mécanique dans le temps.

La majorité des prints 3D des makers (utilisateurs d'imprimantes 3D) concernent des bibelots et pour eux, seul compte l'aspect de surface et la finition.

Le sujet de la RdM des prints 3D est donc assez peu évoqué par la communauté des makers (tant que le bras de son GI Joe ou Sankogu tient tout seul et est beau, le maker est content... :mrgreen: )

J'ai donc cherché quelques pistes de traitement de surface pour faire un post traitement de surface de pièces imprimée en 3D afin d'améliorer leur résistance et/ou aspect.

En effet, le point faible des pièces imprimées en 3D est leur anisotropie et un manque de cohésion mécanique: même si la pièce vous parait "parfaitement bien imprimée" elle présentera toujours un FORT risque de décollement de couche dans la direction où elle a été imprimée.

Certains ont bien montré que la direction d'impression (= le positionnement de la pièce durant l'impression) influait énormément sur la résistance mécanique de la pièce et qu'une pièce imprimée en 3D n'avait pas du tout les propriétés mécaniques d'une pièce plastique injectée ou usinée dans la masse équivalente...(mais on s'en doutait bien...) :





Listing (dynamique) des techniques de post traitement des pièces imprimée que j'ai pu trouver (pour le moment) et que je vais essayer d' expérimenter pour certaines

1. Traitement à la fibre de verre ou de carbone et résine époxy ou polyester

La solution certainement la plus lourde mais probablement la plus efficace: on utilise la pièce 3D comme un "moule" permanent en appliquant une ou plusieurs couche de fibres de verre ou de carbone

Inconvénients :
- c'est un travail lourd,
- nécessité de maitriser la technique,
- incompatible ou difficilement compatible avec les petites pièces ou les pièces avec de trop petits détails ou une forme trop complexe (le but principal de l'impression 3D c'est d'imprimer de la "complexité")

2. Refondre le plastique avec de l'acétone

Passer une ou plusieurs couche d'acétone sur les pièces en ABS ou les faire tremper fera refondre la surface de la pièce et assurera une meilleure cohésion. C'est assez facile, pas cher et efficace.

Inconvénients :
- utilisable qu'avec l'ABS (et dérivés)
- supprime les éventuels détails de la pièce
- nécessite de maitriser la technique (durée de trempe / nombre de couche VS détails à garder / épaisseur de la pièce)

3. La "soupe d'ABS" ou de polystyrène: résine fait maison

Proche de la technique 2 mais pouvant être utilisé sur toutes les pièces plastique (à priori), elle consiste à faire fondre de l'ABS dans de l'acétone pour obtenir une résine applicable sur n'importe quelle surface. Assez facile à mettre en œuvre.

Certains sur ce forum font la même chose avec du polystyrène il me semble mais je ne me rappelle plus du solvant ?

Inconvénients :
- moins homogène la solution 2
- besoin d'ABS
- nécessite de l'expérience pour savoir le nombre de couches
- quasi gratuit

J'ai préparé un petit pot hier (avec une bobine ABS 3 mm de 2014...) cela a bien fondu pendant la nuit j'ai ajouté quelques brins (au pif) ce matin.

soupe_abs_2.jpg


Soupe_abs_1.jpg
Soupe_abs_1.jpg (346.94 Kio) Consulté 13482 fois



Je vais tester l'application sur une pièce PLA carbone

4. Traitement résine bi composants "conventionnelle"

Entre 1 et 3 avec une résine (époxy ou polyester ou autre si vous avez des suggestions ?) qui n'est pas chargée de fibre ou de plastique.

Inconvénients :
- plus cher que 3
- résistance ?
- tenue dans le temps ?
- doit être appliqué dans un temps court (temps ouvert de la résine bi composant)

5. Traitement à la résine 405 nm photosensible

Appliquer une (ou plusieurs) couche(s) de résine dédié aux imprimantes 3D résine et mettre la pièce au soleil. Très simple à mettre en place. Je vais tester.

Inconvénients :
- assez cher (la résine photosensible se trouve au mieux à 35 € le kg)
- homogénéité avec la pièces inconnue
- propriétés mécaniques peu connues (on ne sait pas, encore, ce que sont les résines grand public)
- résine est cassante surtout si surexposée aux UV (utilisation de la pièce en extérieur)

6. Traitement à la "colle"

Suggéré par certains internautes...je n'y crois pas trop mais c'est une solution. Utiliser de la colle, néoprene, cyano...pour renforcer la surface...

Inconvénients :
- probablement vite hors de prix
- homogénéité ?
- tenue dans le temps ?

7. Refonte de la pièce au four avec une matière inerte

La technique consiste à passer une pièce au four pendant une certaine durée afin de la refondre. Le tout dans un matériaux poudreux inerte. L'idée semble bonne mais ma première expérience n'a pas été terrible niveau résultats: imprimantes-3d/merveilleuse-avancee-technologique-mais-t16549-30.html#p412108

La technique est évidement limité aux pièces entrant dans votre four...et aux pièces massives...(100% de remplissage inflill...ce qui n'était pas le cas de mes pièces...mais l'aspect de surface n'a pas été amélioré de toute façon).

A suivre...
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Christophe
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Re: Améliorer la résistance ou l'aspect de pièces imprimées en 3D par post traitement ?




par Christophe » 26/10/20, 14:53

Christophe a écrit :7. Refonte de la pièce au four avec une matière inerte

La technique consiste à passer une pièce au four pendant une certaine durée afin de la refondre. Le tout dans un matériaux poudreux inerte. L'idée semble bonne mais ma première expérience n'a pas été terrible niveau résultats: imprimantes-3d/merveilleuse-avancee-technologique-mais-t16549-30.html#p412108

La technique est évidement limité aux pièces entrant dans votre four...et aux pièces massives...(100% de remplissage inflill...ce qui n'était pas le cas de mes pièces...mais l'aspect de surface n'a pas été amélioré de toute façon).


Voici une vidéo qui détaille la technique (récente, elle a 1 mois):



Apparemment il montre qu'on peut tripler la résistance avec cette technique.
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Petrus
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Re: Améliorer la résistance ou l'aspect de pièces imprimées en 3D par post traitement ?




par Petrus » 27/10/20, 19:52

Lors de mes expérimentations, j'ai eu de bon résultats en ce qui concerne l’aspect des pièces en ABS en utilisant un traitement à la vapeur d'acétone.
La pièce est posée sur un socle dans un récipient en verre dans lequel je mettait quelques ml d'acétone et que je faisait chauffer sur une plaque chauffante, le niveau de lissage est ajusté en faisant varier la quantité d'acétone :
acetone_test.jpg
acetone_test.jpg (71.97 Kio) Consulté 13408 fois

Les pièces sont imprimées en couches de 0,1mm, sauf la dernière imprimée en 0,2mm
La première pièce n'est pas traitée, les autres sont de mémoire traitées avec 2, 4 et 6ml d'acétone
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Christophe
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Re: Améliorer la résistance ou l'aspect de pièces imprimées en 3D par post traitement ?




par Christophe » 27/10/20, 20:16

Sympa la technique à la vapeur et pas con, cela résout les soucis d'égalisation des couches et la complexité de certaines pièces !

Donc, tu les mettais dans un gros pot fermé c'est ça ? Et pour quelles durée/température de chauffe et de traitement ?

En fait si je te suis il faut une quantité très faible d'acétone ! C'est des ml ou des cl ?

Dommage j'imprime pas à l'ABS là ! :cheesy:

Sinon j'ai fais mon premier essai de "soupe ABS" sur PLA..cela semble marcher mais j'ai fait ma soupe au pif, elle est bien trop épaisse et j'ai plein de "grumeaux"...je peux pas vous montrer ça !

Par contre; j'ai appliqué sur une pièce complètement volontairement cassée (couches décollées) et elle semble bien tenir ! Donc c'est moche pour le moment mais cela répare bien ! :cheesy:
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Re: Améliorer la résistance ou l'aspect de pièces imprimées en 3D par post traitement ?




par Petrus » 27/10/20, 20:27

Oui, c'est bien des ml, la pièce est petite donc ça suffit. J’utilisais une carafe de cafetière fermée par un gant en latex pour l’étanchéité, la plaque était chauffée à 90°C pendant 15min.
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Re: Améliorer la résistance ou l'aspect de pièces imprimées en 3D par post traitement ?




par Christophe » 27/10/20, 20:30

Ok merci et tu sortais la pièce juste après les 15 minutes alors ?
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Re: Améliorer la résistance ou l'aspect de pièces imprimées en 3D par post traitement ?




par perplex » 28/10/20, 08:33

je ne l'ai pas encore essayé, mais ça parait efficace. La technique du sel fin au four...


a++
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Re: Améliorer la résistance ou l'aspect de pièces imprimées en 3D par post traitement ?




par Christophe » 28/10/20, 09:24

Euh j'ai essayé j'en parle plus haut (faut lire lol... :shock: )

Cela fonctionne avec du bicarbonate de soude, plus fin naturellement, pas la peine de moudre le sel...

J'ai essayé avec une pièce non remplie résultat pas terribles (peut être que mon four ne chauffe pas assez ? Prochain essai je le mettrai "à fond à fond"...)

Christophe a écrit :7. Refonte de la pièce au four avec une matière inerte

La technique consiste à passer une pièce au four pendant une certaine durée afin de la refondre. Le tout dans un matériaux poudreux inerte. L'idée semble bonne mais ma première expérience n'a pas été terrible niveau résultats: imprimantes-3d/merveilleuse-avancee-technologique-mais-t16549-30.html#p412108

La technique est évidement limité aux pièces entrant dans votre four...et aux pièces massives...(100% de remplissage inflill...ce qui n'était pas le cas de mes pièces...mais l'aspect de surface n'a pas été amélioré de toute façon).
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Re: Améliorer la résistance ou l'aspect de pièces imprimées en 3D par post traitement ?




par Christophe » 28/10/20, 12:52

Bonne nouvelle: la soupe d'ABS fonctionne SUPER bien sur une pièce imprimée en PLA !

Malgré une soupe plein de grumeaux, une fois bien sec, il est impossible de décoller les couches à la main de la pièce d'essai en PLA (dont j'avais volontairement décollé les couches) ! C'est même plus résistant que ce que je pensais ! C'est une "super colle résine" pas chère en fait, utilisable pour plein de réparations en fait !

Sans traitement décoller des couches de cette pièce non traitée à la "soupe" était assez facile ! :cry:

Je posterai des photos quand j'aurais une nouvelle soupe mieux préparée :cheesy:
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Re: Améliorer la résistance ou l'aspect de pièces imprimées en 3D par post traitement ?




par Petrus » 28/10/20, 21:27

La méthode de la cuisson dans le sel, en détail avec les mesures par CNC Kitchen :
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