Tuto imp3D : Après le béton armé, voici l'impression 3D armée ...

Bonsoir à tous,

Voici quelques semaines, je vous présentais la réalisation d'un support pour GSM sur fixation FIAT ici. Pour rappel, voici l'ensemble des pièces le composant.


Le support est articulé par une rotule de 11mm de diamètre imprimée directement au cul du support. Jusque là, tout allait bien,  si ce n'est qu'il me fallait nécessairement l'imprimer avec autre chose que du PLA si je ne voulais pas le voir "fondre" derrière le parebrise aux premiers rayons de soleil.

J'ai donc réalisé un exemplaire en HIPS mais j'ai très vite été confronté à des problèmes de casse de la rotule ... voici une vue en gros plan de ce qui se passe ... 'ici, c'est sur un remplissage 40% en nid d'abeille3D !


J'ai alors essayé diverses solutions sur base de la même rotule mais sur un support réduit et imprimé a gde vitesse en 200µm pour ne pas perdre trop de temps :
-augmentation du diamètre du pied de la rotule => petite amélioration mais toujours rupture à l'effort
-modifier le % et le type de remplissage du pied de rotule => même constat ...
-remplissage "plein" => même constat
-essai en jouant sur la température d'extrusion, la ventilation sur la partie "restreinte" => petit plus mais toujours rupture à l'effort

=>il faut se rendre à l’évidence, l'effort sur le pied de la rotule est important, ce à quoi il faut ajouter l'effort lié aux vibrations dans la voiture. Le sens d'impression des couches n'arrange rien non plus mais bien difficile d'imprimer sur un autre axe sans se lancer dans les complications.

J'ai donc "dormi dessus" et ai trouvé une solution : imprimé la rotule avec un cylindre intérieur creux de 3mm de diamètre et de 3 périmètres d'épaisseur. Résultat assez intéressant, Il me faut tripler l'effort pour parvenir à casser le pied de rotule !


Cette solution étant "raisonnable" en terme de résistance, je l'ai donc mise en application et "rouler jeunesse" , j'ai réalisé la version définitive que j'ai installé dans la voiture dans la foulée ... La loi de Murphy s'en mêlant, moins de 10 jours après, j'ai accroché "très" violemment le support en nettoyant le parebrise et ... PAN ! reflingage du pied de rotule. Très clairement, j'aurais pu réimprimer un plateau, car j'avais largement dépassé l'effort acceptable ... Mais c'était plus fort que moi .... il me fallait trouver une solution encore plus "résistante".

J'ai donc "redormi dessus" et ai finalement trouvé une solution simple, efficace et très résistante pour ce genre de problème : "armer la zone plus faible de l'impression"

Pour ce faire, réaliser un cylindre creux de 2,5mm de diamètre et 3 périmètres d'épaisseur dans le pied de la rotule et de simplement le tarauder pour une vis M3 sur toute la longueur. Juste ne pas oublier de prévoir une logement pour la tête de la vis.
J'ai fait des essais de rupture et y'a pas photo !!!  en forçant comme un dingue avec une pince, je parviens à plier légèrement le pied de rotule mais aucune rupture de l'impression !!! Comme je n'ai pas gardé toutes mes impressions de test, voici qlqs images d'une des rotules de test qui me restait.
la voici avec une vis en M3


La vis M3 engagée


La tête de la vis complètement "encastrée" dans son logement


On voit le filetage dépasser de la rotule. Pour le modèle définitif, je l'ai recoupée pour qu'elle ne sorte pas de la tête de la rotule.


J'avais bien pensé aussi réaliser un cylindre dans lequel j'aurais introduit un fil inox rigide durant l'impression et le "noyer" en continuant l'impression par-dessus mais en terme de résistance finale, cette solution aurait certainement été moins efficace; sans parler des contraintes d'impression. Tandis qu'ici, 30 sec pour le taraudage et "rouler jeunesse".

Voila, en espérant que ca vous donnera des idées lorsque vous rencontrerez des problèmes de tenue à l'effort de vos impressions ... z'avez plus qu'a les "armer"

Bien à vous tous

bonsoir Ramses,

pauvre rotule, tu lui en fais voir j'ajouterais qu'on peut inclure dans un objet imprimer en 3D beaucoup de choses : métal, bois, ciment, plastique, résine etc ...

ça peut être pour des problèmes d'efforts mais aussi pour l'esthétique

Bonjour,

Bonne solution ! Un truc sympa avec le PLA, c'est un forêt un peu tiède (je n'écris pas chaud car les gars vont y aller à 200°), ça fait le trou et la paroi pour tarauder

Toujours dans un esprit de récupérer une pièce, car sinon autant le modéliser dès le départ.

A+

ramses a écrit:Bonsoir à tous,

J'ai donc "dormi dessus" et ai trouvé une solution : imprimé la rotule avec un cylindre intérieur creux de 3mm de diamètre et de 3 périmètres d'épaisseur. Résultat assez intéressant, Il me faut tripler l'effort pour parvenir à casser le pied de rotule !

saluz

ca veut dire quoi 3 périmètres d'épaisseur ?

un peu plus de matière dense qui "crée" les parois du cylindre ?

bonjour

manuz a écrit:ca veut dire quoi 3 périmètres d'épaisseur ?

le périmètre c'est la coque extérieure verticale en opposition au layer qui sont les couches horizontales, quand on en met 3 et que l'on imprime avec une buse de 0.4 on se retrouve avec une coque de 1.2 mm d'épaisseur.

@Ramses, quand je souhaite apporter de la rigidité à un objet, je suis à minimum 5, essaye tu verras tu seras surpris (attention je ne dis pas que dans ton cas c'est la solution comme tu l'écris une rotule supporte des efforts très importants) par la rigidité et par la différence de poids.

Très bonne astuce Ramses.
Pourquoi ne pas avoir modélisé le filetage directement dans la rotule pour t'éviter une opération supplémentaire ? J'ai déja expérimenté ce genre de filetage/taraudage dans pas mal de mes projets afin que ça corresponde soit à un écrou, soit à une vis et c'est impressionnant de précision; plus précis que la quincaillerie qu'on trouve dans les GSB car absolument sans jeu.

Bonjour,

Effectivement l'intégration directe du filetage est intéressante, de mon côté j'ai réussi à obtenir une qualité correcte jusqu'à du M4, en dessous c'est plus aléatoire.

Pour un solidité accrue, il est aussi possible d'intégrer un écrou en métal en cours d'impression dans l'objet.

Bonne journée,