Plusieurs facteurs influencent les performances d’une pièce imprimée en 3D.
Deux pièces peuvent présenter exactement la même géométrie… tout en offrant des performances très différentes.
En fabrication additive, les propriétés mécaniques d’une pièce ne dépendent pas uniquement de son modèle CAO. Elles résultent d’un équilibre entre le procédé de fabrication, le matériau utilisé et la conception de son architecture interne.
Lattice Services a identifié les 4 principaux facteurs qui viennent influencer les performances des impressions 3D.
1. L’orientation d’impression
Les pièces imprimées en 3D présentent un comportement anisotrope : leurs propriétés varient selon la direction de fabrication.
Une orientation d’impression adaptée permet d’améliorer la résistance mécanique, la tenue en fatigue et la répartition des contraintes dans les zones les plus sollicitées.
2. Les paramètres de fabrication
La puissance du laser, la vitesse de balayage, l’épaisseur des couches ou encore la stratégie de fabrication influencent directement la qualité finale de la pièce.
Ces paramètres agissent sur la microstructure du matériau, la cohésion entre les couches et la présence éventuelle de défauts internes. Leur maîtrise est indispensable pour garantir des performances fiables et reproductibles.
3. Le choix du matériau
Le matériau doit être sélectionné en fonction des exigences de l’application : résistance mécanique, fatigue, corrosion, masse ou biocompatibilité.
Chaque matériau possède des caractéristiques spécifiques qui influencent directement les performances de la pièce finale.
4. Les structures lattice : concevoir la performance de l’intérieur
L’un des principaux atouts de la fabrication additive est la possibilité d’intégrer des structures internes complexes, appelées lattice.
En contrôlant la géométrie et la porosité de ces architectures, il est possible d’alléger une pièce, d’optimiser sa rigidité et d’adapter localement ses propriétés mécaniques. Cette liberté de conception ouvre de nouvelles perspectives dans des secteurs exigeants comme le médical, l’aéronautique ou l’industrie.
Les structures lattice favorisent l’ostéointégration
Pour les implants orthopédiques, les structures lattice ne servent pas uniquement à réduire la masse. Une porosité ouverte et interconnectée favorise la colonisation de l’implant par les cellules osseuses, améliorant ainsi l’ostéointégration.
Elles permettent également d’ajuster le module d’Young apparent de l’implant afin de limiter le phénomène de Stress Shielding et de mieux répartir les charges mécaniques entre l’implant et l’os.
