Découvrez les facteurs à prendre en compte pour choisir la bonne taille de buse pour l'impression 3D, et ce qu'il faut garantir dans l'outillage d'autoclave pour l'impression 3D grand format.
Si vous imprimez en 3D des outils pour autoclave, il est essentiel de connaître les valeurs fondamentales de l'ETC des matériaux utilisés. Cela vous aidera à mieux comprendre comment la pièce imprimée en 3D se comportera dans l'autoclave et ce à quoi il faut s'attendre.
L'outillage d'autoclave est généralement utilisé pour la fabrication de pièces composites dans l'industrie aérospatiale ou automobile haut de gamme. L'impression 3D grand format est une méthode rentable de production d'outillage pour autoclave en raison de sa capacité à créer des formes complexes rapidement et avec précision.
L'un des défis de l'outillage pour autoclave en général est la dilatation thermique du matériau de l'outillage. Si vous chauffez un matériau, il se dilatera. S'il refroidit, il se contracte à nouveau. Cela vaut également pour les outils imprimés en 3D.
Coefficient de dilatation thermique (CTE)Le coefficient de dilatation thermique (CTE) est une mesure de l'ampleur de la dilatation ou de la contraction d'un matériau en réponse à des changements de température. Si le coefficient de dilatation thermique du matériau de l'outillage est sensiblement différent du coefficient de dilatation thermique du matériau composite en cours de durcissement, cela peut entraîner des déformations et des défauts dans la pièce composite. Il est donc important de sélectionner avec soin le matériau de l'outillage pour autoclave imprimé en 3D et de tenir compte de son coefficient de dilatation thermique. Parmi les matériaux couramment utilisés pour l'outillage d'autoclave, on trouve l'invar ou la mousse époxy avec une faible valeur d'ETR.
Dans un monde idéal, la valeur de l'ERC du matériau composite et du matériau pour l'impression 3D grand format utilisé pour l'outillage serait la même. Dans ce cas, l'expansion des deux matériaux dans l'autoclave est également la même.
LFAM contre moules et outillages traditionnelsLa grande différence entre le matériau d'outillage traditionnel et le matériau d'outillage pour autoclave imprimé en 3D est la façon dont il se comporte dans l'autoclave. Sur le papier, les matériaux traditionnels ont un coefficient de dilatation isotrope. Cela signifie que l'expansion est la même dans toutes les directions du matériau.
Les matériaux imprimés en 3D se comportent différemment, en raison du processus de production de l'outil. Dans les directions X et Y des couches, le coefficient de dilatation sera plus faible que dans la direction Z. Cela signifie que l'outil imprimé en 3D aura un coefficient de dilatation plus faible que dans la direction Z. Cela signifie que l'outil imprimé en 3D se dilatera davantage dans l'orientation Z de l'outil qu'il ne le fera dans les directions X et Y. C'est pourquoi il est toujours préférable de réduire au maximum le nombre de couches de l'outil, si la stratégie d'impression le permet.
Une idée fausse à propos de la mousse époxy est qu'elle a une valeur d'ECT isotrope, ce qui signifie que l'expansion du matériau est la même dans toutes les directions. Ce n'est que théoriquement le cas. Dans la pratique, la mousse époxy agit comme un isolant. La mousse ne se réchauffe pas uniformément, ce qui entraîne une dilatation inégale dans l'ensemble de l'outillage. En fait, la mousse d'expansion époxy se comporte comme un matériau anisotrope. Même si, sur le papier, il s'agit d'un matériau isotrope.
CTE in Large Format Additive ManufacturingVeuillez toujours vous référer aux fiches techniques fournies par le fournisseur du matériau, les valeurs CTE seront indiquées dans ces fiches. Sur le portail client de CEAD, il y a un outil en ligne qui peut calculer l'expansion thermique de votre outil imprimé en 3D dans l'autoclave. Il vous suffit d'indiquer les températures du cycle de durcissement dans l'autoclave et les valeurs CTE du matériau dans toutes les directions.