ABS et euh... retrait ? rétrécissement thermique ? retraction ?

[willy2406]

Bonjour à tous !

Question existentielle :

Comment appelle t'on la différence des dimensions d'un objet entre le moment de l'impression et la mesure une fois refroidi ?

Questions pratiques :

Quelle est sa valeur typique pour de l'ABS ? Est-ce que c'est une valeur donnée pour un filament donné ou est-ce que ça dépend des conditions d'impression ? Comment la mesurer ? Pour le moment j'ai imprimé une baguette de 150x5x5mm, en PLA, puis en ABS, mesuré les 2 au pied à coulisse et fait le rapport (149.12/149.96)=0.994 et des poussières.. J'ai bon dans mon raisonnement ?

Que de questions, que de questions....

[pascal_lb]

il y a 46 minutes, willy2406 a dit :

Comment appelle t'on la différence des dimensions d'un objet entre le moment de l'impression et la mesure une fois refroidi ?

Je ne sais pas exactement comment on appelle la différence de dimension mais sinon c'est la dilatation du plastique et je doute qu'il existe un coefficient de dilatation... tout dépend de la température, de la qualité du plastique etc... peut être que Mr @divers pourrait nous éclairer là dessus ? ou pas 

Après comparer du PLA et de l'ABS ils ne doivent pas avoir la même dilatation

[fran6p]

Prusa possède une documentation plutôt conséquente (disponible le plus souvent en plusieurs langues ).

Ce lien parle spécifiquement de l'ABS (le terme employé dans la traduction française est rétrécissement (shrinkage en anglais)) :

Extrait:

Citation

Rétrécissement

Vous devez garder à l'esprit que les pièces imprimées en ABS ont tendance à rétrécir légèrement après refroidissement. Nous vous recommandons d'imprimer un objet de test et de le comparer avec un modèle source. Le facteur de rétrécissement de ce matériau est d'environ 1 à 2%.

Les utilisateurs d'imprimantes Voron donnent des indications pour l'impression de pièces avec ce matériau (la flemme d'aller chercher alors je fais appel à un joker : @Savate  )

Modifié (le) Avril 10, 2024 par fran6p

[Savate]

Il y a 12 heures, willy2406 a dit :

Quelle est sa valeur typique pour de l'ABS ? Est-ce que c'est une valeur donnée pour un filament donné ou est-ce que ça dépend des conditions d'impression ? Comment la mesurer ? Pour le moment j'ai imprimé une baguette de 150x5x5mm, en PLA, puis en ABS, mesuré les 2 au pied à coulisse et fait le rapport (149.12/149.96)=0.994 et des poussières.. J'ai bon dans mon raisonnement ?

ça dépend de la taille des pièces ...

Sur de très grandes pièces (> 20cm), il faut appliquer un facteur d'agrandissement de 1% mini dans le trancheur (tests)

Sur les pièces < 20 cm aucune correction (les perçages peuvent être un peu plus petit, mais ça passe en général très bien)

Mais quand les tailles sont très variées comme dans ton cas, tu peux mettre 1% sur la grande taille avec le trancheur et 0% sur les autres axes.

Mais dans 99% des cas tu peux imprimer ta pièce telle quelle sans te poser de questions.

j'ai imprimé toutes les pièces de la rscnc32 (prévues pour être imprimées en pla) en abs et sans correction : aucun soucis. 

[willy2406]

Merci de vos réponses ! et aussi pour le lien vers prusa, j'y pense jamais à ceux là, je me précipite ici en fait

Je comprends pas trop cette histoire de moins de 20 cm... Si il y a 1% de retrait, il y est à 10cm ou à 25cm...

Du coup j'aurais tendance à me dire que le rétrécissement est égal en proportion quelque soit la dimension, donc qu'il faudrait compenser quelque soit la taille des pièces. 1% sur 100mm = 1mm, c'est beaucoup trop pour moi. Avec du PLA ou du PETG je suis à +- 0.1 en X et Y

Je vais essayer de faire quelques tests mais je manque de temps, un peu.

 

[fran6p]

il y a 2 minutes, willy2406 a dit :

je me précipite ici en fait

C'est bien aussi

il y a 2 minutes, willy2406 a dit :

Je vais essayer de faire quelques tests mais je manque de temps, un peu.

C'est le seul moyen de vérifier: essais / erreurs / corrections / essais …

Je n'imprime pas d'ABS, son odeur m'est franchement insupportable, l'ASA ça passe mieux, particulièrement avec mon imprimante totalement fermée équipée de filtration (charbon actif +HEPA) : une Qidi X-Max 3

[divers]

je connais mieux l'injection haute pression que nos petites machines FDM.

Avec de l'ABS le taux moyen de rétraction en injection est de 0,6% que ce soit en longitudinal comme en transversal, donc les moulistes appliquent ce coefficient multiplicateur pour usiner l'empreinte dans le moule. Suivant la matière (PP, PA, ABS, PC, etc.), le taux varie de 0% à 3% et avec les charges ajoutées (exemple; fibre de verre, fibre de carbone, bille, talc), les taux sur une même matière peuvent être divisés par 3 ou 4 et en plus avec une différence entre transversale et longitudinale causée par l'orientation de fibres dans le flux d'injection. Comble de bonheur, les producteurs de matière craignant les procès ne donnent plus que des "indications possibles" des taux de retrait.

Ça c'est la partie la plus simple du problème, ce qui déforme nos pièces (en injection comme en impression) est causé par la différence de temps de refroidissement suivant les épaisseurs des parois, une paroi fine va se figer rapidement alors une paroi épaisse va poursuivre sa rétraction plus longtemps et donc va s'opposer à la partie déjà froide, ces contraintes internes créent de fortes déformations de la pièce. Maintenant avec les logiciels de rhéologie on arrive à prédire ces déformations et les corriger en ajoutent, par exemple, des réseaux de nervures qui remplacent les fortes épaisseurs ou en créant des canaux préférentiels aidant au maintien de la pression d'injection lors de la première phase de refroidissement dans le moule ou en injectant de l'azote à forte pression aux endroits problématiques lors du refroidissement (nous avons un générateur d'azote qui le comprime à 180 bars).

Pour l'impression FDM la meilleure façon de limiter les déformations des pièces entrainant leur décollement est de changer les épaisseurs de parois ou d'ajouter des nervures

Concernant le retrait global sur des pièces en FDM, il ne peut y avoir de généralité car le refroidissement se fait dés le dépôt du fil sur la pièce et il ne faut pas rêver, la température interne de nos petites bécanes (40 à 50°) et avec des plateaux à 100° permettent seulement de maintenir la pièce en place.  Personnellement, je ne m'amuse jamais à mettre un coefficient multiplicateur sur mes pièces imprimées, ce n'est pas utile.

[electroremy]

J'imprime principalement en ABS

Le lit est à 110°C et l'enceinte à 60°C, j'ai peu de déformations

Mais effectivement il y a une rétraction, il faut appliquer un coefficient notamment lorsque la pièce imprimée en ABS doit s'adapter de façon précise à une pièce existante (typiquement : taraudage avec un pas fin pour le filetage d'un filtre d'objectif photo)

Attention compte tenu du procédé d'impression 3D par couches successives, la rétraction en X et en Y est plus importante qu'en Z.

C'est assez logique : la rétraction se fait à deux moments :

- pendant l'impression, où le filament déposé fondu à 250°C refroidit assez vite pour atteindre la température de l'enceinte à 60°C ; c'est la principale source de rétraction

- et ensuite, après retrait de la pièce, qui passe de 60°C à la température ambiante (et la partie en contact avec le lit passe de 110°C à la température ambiante, d'ailleurs j'ai souvent une déformation spécifique sur la partie basse)

Alors lors de l'impression, comment chaque couche est imprimée horizontalement, dans l'axe des Z, les couches précédentes sont déjà refroidies à la température de l'enceinte lorsque les nouvelles couches se déposent. Tandis que dans le sens XY le finalement est déposé chaud. Donc la rétraction au niveau de la pièce finale est plus importante en XY qu'en Z.

Il y a aussi un autre phénomène qui concerne les dimensions en X et en Y, mais pas en Z : c'est l'effet "patte d'éléphant" et le fait que les périmètres externes sont écrasés sans être retenus par un autre morceau de filament imprimé sur le bord extérieur ; les trous ont tendance à être plus petits (cela s'accentue avec la rétraction), et les bords extérieurs plus larges (mais la rétraction va dans le sens inverse). Cependant les slicers ont des paramètres pour compenser cet effet.

Et bien sûr, la rétraction dépend aussi du filament utilisé, entre différentes marques et parfois entre différentes couleurs d'une même marque elle n'est pas identique.

Conséquence : pour les filetages et taraudages imprimées en 3D verticalement (axe de la vis ou de l'écrou parallèle à l'axe Z) le pas est respecté, en revanche pour le diamètre il faut un petit coefficient.

Pour un filetage qui n'est pas vertical, la déformation sera différente...

Heureusement les slicers permettent facilement d'appliquer un facteur d'échelle différent selon les axes X, Y et Z.

En pratique, lorsqu'on a besoin de précision, il faut imprimer une pièce "test" (qui peut être seulement une partie de la pièce finale), mesurer au pied à coulisse, puis réimprimer la pièce en ayant appliqué la correction par rapport à la mesure faite.

Attention enfin au post-traitement qui peut pas mal déformer les pièces. L'ABS permet un lissage à l'acétone mais pour des pièces mécaniques il vaut mieux s'en passer ou alors ne pas y aller trop fort ; il est possible de faire plusieurs petites passes de lissage entrecoupées de séchage pour être sur que le lissage n'attaque pas la pièce en profondeur.

J'ai constaté, en faisant un lissage à l'acétone d'une pièce en ABS de faible épaisseur (une face avant ou une étiquette), un rétrécissement assez conséquent.

Un lissage trop intense va créer des tensions internes dans la pièce qui peut devenir cassante et même se fissurer au bout de quelques mois.

[willy2406]

Waaah merci pour toutes vos réponses, c'est précis et pointu !

@electroremy merci beaucoup pour toutes ces précisions, j'imprime aussi avec une enceinte à 60°… le lit à 100°, je peux pas monter plus haut mais sur du PEI ça accroche bien. Pour l'enceinte tu crois que ça sert à quelque chose de monter à 70 ? 

d'autre part,

Il y a 23 heures, divers a dit :

Pour l'impression FDM la meilleure façon de limiter les déformations des pièces entrainant leur décollement est de changer les épaisseurs de parois ou d'ajouter des nervures

est ce que tu aurais une image ou un fichier a partager ? j'arrive pas trop à me faire une idée du truc...

Encore merci

[electroremy]

Il y a 5 heures, willy2406 a dit :

Waaah merci pour toutes vos réponses, c'est précis et pointu !

@electroremy merci beaucoup pour toutes ces précisions, j'imprime aussi avec une enceinte à 60°… le lit à 100°, je peux pas monter plus haut mais sur du PEI ça accroche bien. Pour l'enceinte tu crois que ça sert à quelque chose de monter à 70 ? 

d'autre part,

est ce que tu aurais une image ou un fichier a partager ? j'arrive pas trop à me faire une idée du truc...

Encore merci

Bonjour,

70°C je ne sais pas... mais attention à ce que les composants de l'imprimante le supporte (qu'il s'agisse des composants électroniques mais aussi de la mécanique).

Si c'est un caisson "maison" et que l'imprimante n'est pas prévue pour à l'origine il faut se méfier.

Si c'est une imprimante du commerce munie d'un caisson chauffant et que la température maxi possible est inférieure (par ex. 50°C ou 60°C) se méfier aussi.

J'imprime avec une Prusa I3 MK2s original achetée fin 2017. J'ai construit un caisson isolé et chauffé, mais en ayant fait les modifications suivantes :

- déport de l'écran de commande hors du caisson

- isolation thermique de l'alimentation de l'intérieur du caisson avec du polystyrène, et ajout d'un refroidissement extérieur de l'alimentation avec une entrée d'air et un ventilateur

- isolation thermique de la carte mère de l'intérieur du caisson avec du polystyrène, et ajout d'un refroidissement extérieur de l'alimentation avec une entrée d'air et un ventilateur

A noter que j'ai quelques pièces en plastiques au niveau de la buse qui se sont cassées ou déformées, la chaleur n'a pas aidé. J'ai refait ces pièces en ABS en ajoutant de l'épaisseur.

 

Concernant les remarques de @divers sur les nervures, ce qu'il explique est aussi employé pour les pièces de fonderie en métal, où il se produit de la rétraction (3% et parfois plus). Le principe c'est d'essayer d'avoir une pièce d'épaisseur constante ; ce qu'il faut éviter, c'est d'avoir une pièce qui comporte à la fois des parties très fines et des parties très épaisses. Aussi, avoir des angles arrondis plutôt que vifs permet d'éviter les concentrations de contrainte qui peuvent fissurer la pièce.

Ici tu trouvera les règles utilisées en fonderie : https://www.mct-groupe.com/A_downloader/Les_Regles_de_Trace_2015.pdf

Ca peut être utile de reprendre ces règles (notamment sur les épaisseurs et les angles et arrondis) pour le dessin d'une pièce mécanique en 3D à imprimer. 

 

A bientôt

 

[willy2406]

il y a 45 minutes, electroremy a dit :

Si c'est un caisson "maison" et que l'imprimante n'est pas prévue pour à l'origine il faut se méfier.

C'est une BLV MGN cube, la seule electronique présente dans le caisson, c'est le moteur de l'extrudeur. Tout le reste est déporté ou isolé du caisson. les pieces sont en ABS pour les plus sensibles, le proto du caisson en petg, bientot en abs, d'où mes nombreuses questions... 

merci, à bientôt !