Comment accroître encore la flexibilité de vos pièces ?

 

 

 

Cet article est une exploration des différentes façons dont nous pouvons générer des géométries plus flexibles grâce aux possibilités offertes par le logiciel Stratos. Nous approfondissons le choix des paramètres à modifier, la manière de les modifier et les effets de ces changements.

 

 

Pour ce faire, nous commencerons par définir le concept de flexibilité et le différencier de la dureté, car un produit souple est souvent associé à un produit flexible, et le fait qu'il soit souple dépend généralement de la dureté :

Flexibilité : capacité d'un corps à se plier facilement sans risque de se briser.

Dureté : résistance d'un matériau à une déformation plastique permanente de la surface lorsqu'il est rayé ou pénétré.

Mou : se coupe, se raye, se déforme facilement, notamment sous la pression.

 

Dans cet article, nous allons nous concentrer sur le TPU de BCN3D, car il s'agit du matériau le plus flexible et du seul élastomère thermoplastique disponible chez BCN3D. Plus précisément, il s'agit d'un TPU 98A Shore. La dureté Shore est une échelle permettant de mesurer la dureté élastique des matériaux, déterminée à partir de la réaction élastique du matériau lorsqu'un objet tombe dessus. Une dureté de 98A est similaire à la dureté d'un pneu.

 

Pour obtenir plus de flexibilité, nous devons chercher à réduire les éléments qui confèrent une rigidité à la pièce en raison de la configuration. Pour ce faire, nous allons nous concentrer sur les paramètres qui modifient la coque et le remplissage. En ce qui concerne la coque, nous nous concentrerons sur l'épaisseur de la paroi ou le nombre de lignes de la paroi, l'épaisseur du dessus et du dessous ou les couches supérieures et les couches inférieures. En ce qui concerne le remplissage, nous nous concentrerons sur la densité de remplissage et le motif de remplissage.

 

 

Pour rendre nos pièces plus flexibles, nous allons essentiellement modifier la géométrie. Les parties où la matière est concentrée seront les plus rigides. Les coins sont généralement des parties où beaucoup de matière est concentrée et qui apportent donc de la rigidité à la pièce. Les coins avec des angles obtus (supérieurs à 90 degrés) seront plus flexibles que les coins avec des angles aigus (inférieurs à 90 degrés). Les géométries organiques sans angles seront encore plus flexibles, par exemple un cylindre.

 

 

Cependant, ces pièces sont encore assez rigides... Comment cela se fait-il ? Les parois verticales découragent la flexibilité dans l'axe vertical, tandis que les parois du plafond et du plancher découragent la flexibilité dans l'axe horizontal. Comme nous pouvons provoquer beaucoup de flexibilité dans une direction particulière, il est important de savoir dans quelle direction nous voulons que la pièce soit plus flexible.

Par exemple, si nous enlevons le haut et le bas du même cylindre que nous avons imprimé précédemment, nous trouvons un cylindre avec le motif de remplissage visible et qui fléchit beaucoup plus dans l'axe horizontal.

 

 

 

Par défaut, le logiciel place un motif de grille dans le remplissage. Il s'agit du motif bidimensionnel typique fourni par le logiciel. Il existe de nombreux autres types de motifs de remplissage, mais le plus important pour savoir lequel choisir est de faire la différence entre les motifs bidimensionnels, qui sont fondamentalement les mêmes dessins sur tout l'axe Z, et les motifs tridimensionnels, qui varient leur géométrie sur les trois axes.

 

Les motifs bidimensionnels offrent une grande rigidité dans l'axe Z et, selon le motif, des caractéristiques très différentes dans le plan horizontal.

 

 

Nous pouvons voir ici comment les motifs bidimensionnels et leur orientation affectent la flexibilité du plan horizontal. Le motif en grille n'offre de la rigidité que si nous appliquons la force parallèlement aux lignes, mais si nous appliquons les forces à 45º, il se comporte de manière complètement différente. En revanche, le motif triangulaire est rigide dans toutes les directions, comme c'est le cas pour le motif tri-hexagonal.

 

 

Le motif bidimensionnel qui offre le plus de flexibilité est le motif concentrique, car les lignes du remplissage ne toucheront pas les murs verticaux et le remplissage ne résistera donc pas à la flexion. Dans ce cas, la flexibilité dans le plan horizontal dépendra uniquement de l'épaisseur du mur ; plus le mur est épais, plus il est rigide.

 

 

D'autre part, il existe des motifs tridimensionnels où les charges sont également réparties dans toutes les directions. En général, pour un même pourcentage de densité, un motif tridimensionnel offre plus de rigidité dans le plan horizontal que la plupart des motifs bidimensionnels, mais toujours pas plus que les triangles.

 

Comme tous les motifs tridimensionnels présentent les mêmes caractéristiques, nous nous concentrerons uniquement sur le motif Gyroid.

 

 

Ce type de motif offre beaucoup de flexibilité sur l'axe vertical par rapport à la rigidité des motifs bidimensionnels. Pour mieux le comprendre, nous allons activer à nouveau les hauts et les bas et cette fois-ci, nous allons désactiver les murs.

 

 

 

Si nous voulons offrir plus de flexibilité, nous pouvons réduire la densité du remplissage. De cette façon, le motif que nous générons ne sera pas aussi dense et nous utiliserons moins de matériau. En général, moins de matériau signifie plus de flexibilité.

 

 

Si nous recherchons une grande flexibilité dans tous les axes, nous avons la possibilité de désactiver toutes les parois, c'est-à-dire les parois verticales ainsi que le haut et le bas. De cette façon, grâce à l'utilisation d'un motif tridimensionnel, nous générons une pièce très similaire au concept d'une éponge qui se plie parfaitement dans toutes les directions.

 

En résumé, nous disposons d'un grand nombre d'options pour améliorer la flexibilité de nos pièces :

• Évitez d'utiliser des angles dans la géométrie.

• Supprimez les parties supérieures et inférieures pour plus de flexibilité dans le plan horizontal.

• Le motif de la grille offre une flexibilité et une rigidité horizontale en fonction de l'orientation.

• Évitez les motifs triangulaires ou tri-hexagonaux.

• Utilisez un motif de remplissage concentrique ou à 0 % pour obtenir la plus grande flexibilité dans le plan horizontal.

• Supprimez les murs pour plus de flexibilité dans l'axe vertical.

• L'utilisation de motifs tridimensionnels offre une certaine souplesse dans l'axe vertical.

• Suppression des parois, des hauts et des bas pour une flexibilité dans toutes les directions.

 

 

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