Finition de surface en impression 3D : 9 méthodes pour lisser les pièces imprimées en 3D

Si vous avez déjà imprimé une pièce en 3D, vous avez probablement remarqué quelque chose immédiatement, comme des aspérités en surface ou des lignes de couche visibles.

C’est là que la finition de surface en impression 3D devient importante. Cet article présente les 9 méthodes pour lisser les pièces imprimées en 3D.

Qu’est-ce que la finition de surface en impression 3D ?

Même si une surface semble lisse, si vous l’observez au microscope, vous verrez de minuscules aspérités et creux. C’est ce qu’on appelle la rugosité.

Profondeur de rugosité maximale :La hauteur entre l’aspérité la plus haute et le creux le plus profond.

Profondeur moyenne de rugosité : La moyenne de cinq mesures individuelles.

Rugosité moyenne arithmétique (Ra) :La hauteur moyenne des aspérités et des creux sur toute la surface.

En impression 3D, on utilise généralement le Ra (en micromètres) pour comparer la douceur des surfaces. Un Ra plus faible signifie une surface plus lisse. La finition de surface en impression 3D correspond au degré de douceur ou de rugosité de l’extérieur d’un objet imprimé. Si la surface est vraiment lisse, on parle de finition fine. Si elle est rugueuse ou présente des aspérités, la finition est médiocre.

En général, la pièce nécessite un travail supplémentaire après l’impression, appelé post-traitement. Cela permet d’améliorer le toucher et l’aspect de la surface.

L’impression 3D fabrique des pièces en superposant des couches. De ce fait, la surface peut présenter de fines stries et lignes. Pour la rendre lisse, vous devrez éliminer ou atténuer ces lignes avec précaution, sans endommager la pièce.

Pourquoi la finition en impression 3D est-elle importante ?

La finition de vos pièces imprimées en 3D est importante pour plusieurs raisons. En voici quelques-unes :

Pour l’esthétique

Une surface lisse ou polie améliore l’aspect de votre pièce. Vous pouvez contrôler son brillant, sa douceur ou sa rugosité, et même améliorer la couleur et la texture.

Pour la résistance et la protection

La finition peut rendre votre pièce plus résistante ou plus résistante à la rouille, à la chaleur ou à l’usure. Par exemple, les pièces métalliques peuvent être revêtues pour éviter la corrosion ou pour favoriser la conduction électrique.

Pour la fonctionnalité

Certaines pièces nécessitent une texture de surface particulière pour fonctionner correctement. Par exemple, deux pièces qui s’emboîtent étroitement ont besoin d’une surface lisse. Mais dans d’autres cas, une surface rugueuse est utile, par exemple lorsque vous souhaitez un meilleur transfert thermique.

Pour la tolérance

La finition vous aide à obtenir exactement la dimension requise. Il peut être nécessaire d’enlever un peu de matière excédentaire ou d’en ajouter un peu pour que la pièce s’ajuste parfaitement.

Qu’est-ce qui influence la finition de surface en impression 3D ?

Si vous voulez une bonne finition de surface, vous devez comprendre ce qu’il faut ajuster. Voici les points à surveiller :

Le type d’impression 3D

Les différentes méthodes d’impression 3D donnent des finitions de surface différentes. Avec le FDM, la pièce peut sembler rugueuse ou présenter des lignes, car elle est construite couche par couche. Avec le SLS, la surface peut sembler granuleuse, car elle est réalisée à partir de poudre.

Le matériau utilisé

Tous les matériaux ne se comportent pas de la même manière. Certains offrent une finition plus lisse, tandis que d’autres peuvent sembler rugueux en raison de leur texture ou de leur réaction au processus d’impression.

Les réglages de l’imprimante

La façon dont vous configurez votre imprimante a un impact majeur sur la finition de surface. Des couches plus fines donnent une surface lisse. La vitesse d’impression, le durcissement et les réglages de remplissage modifient également l’aspect et le toucher de la pièce.

La qualité de l’imprimante

La qualité et l’état de votre imprimante comptent beaucoup. Les imprimantes moins chères n’offrent généralement pas de finitions lisses. Si votre imprimante est ancienne ou mal entretenue, elle peut perdre en précision.

Comment mesurer la finition de surface en impression 3D ?

Pour mesurer la finition de surface d’une pièce imprimée en 3D, on utilise un instrument appelé profilomètre. C’est un appareil très sensible doté d’une fine pointe appelée palpeur qui se déplace ou glisse sur la surface de votre pièce.

Lors de son déplacement, la pointe suit chaque petite aspérité et chaque creux de la surface. Elle enregistre ce profil, puis la machine utilise ces données pour calculer la rugosité de la surface : c’est ainsi que l’on obtient la valeur de finition de surface.

La façon la plus courante de décrire cette rugosité est d'utiliser un nombre appelé valeur Ra. Comme mentionné précédemment, ce nombre correspond simplement à la hauteur moyenne de tous les microsommets et microcreux enregistrés par le stylet.

Méthodes courantes pour améliorer la finition des pièces imprimées en 3D

Passons maintenant en revue les meilleures façons d'améliorer la finition de vos pièces imprimées en 3D. Découvrez leurs détails ci-dessous.

Ponçage

Le ponçage est la méthode la plus populaire et la plus simple. Il vous suffit de frotter du papier abrasif sur votre pièce pour rendre la surface plus lisse. Il élimine les aspérités, les arêtes vives et les petites bosses en les usant.

C'est simple, économique et efficace avec la plupart des matériaux imprimés en 3D. Le papier abrasif existe en différents grains, ou niveaux de rugosité. Commencez par un grain grossier pour éliminer les parties rugueuses, puis utilisez un grain plus fin pour lisser davantage.

Mais veillez à ne pas trop poncer, au risque d'abîmer la pièce. Le ponçage prend aussi du temps, il n'est donc pas idéal si vous devez finir rapidement un grand nombre de pièces.

La surface finale aura un aspect mat. Si vous la souhaitez encore plus lisse, vous pouvez la polir, ou appliquer ensuite une peinture ou un revêtement.

Usinage / rectification

Même si l'impression 3D et l'usinage CNC semblent être des technologies totalement différentes, elles peuvent en réalité très bien fonctionner ensemble. Vous pouvez recourir à l'usinage ou à la rectification pour améliorer votre pièce une fois imprimée.

C'est idéal lorsque vous avez besoin de surfaces très lisses ou de dimensions précises. L'usinage est particulièrement efficace dans les zones petites ou difficiles d'accès, comme l'intérieur des trous ou les zones courbes.

Il fonctionne également avec la plupart des matériaux imprimés en 3D, que vous imprimiez en plastique ou en métal.

Métallisation

La métallisation, aussi appelée galvanoplastie, consiste à ajouter une fine couche de métal à votre pièce imprimée en 3D à l'aide d'électricité.

C'est une excellente méthode de finition pour les pièces en plastique comme en métal. Si votre pièce est en plastique, la métallisation la rend plus solide, plus durable et capable de résister à des températures plus élevées.

Pour la finition de surface des impressions 3D métalliques, la métallisation peut la protéger de la rouille, améliorer sa conductivité électrique et même faciliter le brasage.

La métallisation ne sert pas qu'à renforcer, elle embellit aussi vos pièces. Vous pouvez utiliser des métaux brillants comme l'or, l'argent ou le chrome pour donner à votre pièce un aspect haut de gamme et poli.

Sablage aux billes

Le sablage aux billes est une autre façon courante de lisser vos pièces imprimées en 3D. Il consiste à projeter de minuscules billes de plastique ou de verre sur la surface de votre pièce. Les billes frappent la surface et aident à aplanir les aspérités.

C'est plus rapide que le ponçage et cela permet d'atteindre les petites zones délicates inaccessibles au papier abrasif, comme l'intérieur des angles ou des trous.

On commence généralement par une basse pression pour voir quelle quantité de matière est retirée. Si tout semble correct, vous pouvez augmenter progressivement la pression pour obtenir les meilleurs résultats.

Mais attention, une pression trop élevée peut endommager la pièce ou retirer trop de matière.

Il existe aussi d'autres techniques similaires comme le sablage, le grenaillage de précontrainte et le sablage à l'eau, qui fonctionnent de manière comparable avec de légères différences.

Polissage chimique à la vapeur / lissage à la vapeur

Le lissage à la vapeur diffère des autres méthodes car il ne frotte ni ne retire physiquement de matière. Il utilise plutôt une vapeur chimique, comme le FA 326, dans une chambre scellée.

Vous placez vos pièces dans la chambre, et la vapeur fait fondre délicatement la surface juste assez pour lisser les microsommets et les microcreux. Cela crée une finition extrêmement lisse et brillante.

Ce procédé n'endommage pas votre pièce et fonctionne très bien si vous recherchez un aspect poli de haute qualité. Mais gardez à l'esprit qu'il coûte plus cher que les autres méthodes de finition.

Tribofinition

La tribofinition, aussi appelée tonnelage ou roulage, est une méthode principalement utilisée pour les petites pièces imprimées en 3D. Si vos pièces mesurent environ 200x200x200 mm ou moins, cette méthode peut convenir.

Vous placez vos pièces imprimées en 3D dans une machine de tribofinition remplie de minuscules éclats de céramique. Lorsque la machine vibre, les éclats de céramique frottent contre les pièces. Cela élimine les aspérités et rend la surface plus lisse.

Cette méthode est plus puissante que le sablage aux billes et convient bien aux matériaux comme les impressions MJF ou SLS. C'est une bonne option si vous souhaitez lisser un lot de petites pièces en une seule fois.

Peinture

La peinture est l'un des moyens les plus simples et les plus familiers d'améliorer l'aspect de votre pièce imprimée en 3D. Comme pour toute autre peinture, elle vous aide à obtenir la couleur et la finition souhaitées : mate, brillante ou même métallisée.

Avant de peindre, il est judicieux d'appliquer d'abord un apprêt et du mastic. Ils contribuent à lisser la surface en comblant les petits creux et les irrégularités, ce qui permet à la peinture d'adhérer mieux et d'offrir un rendu plus net.

La peinture apporte aussi un petit avantage supplémentaire : elle peut imperméabiliser légèrement la surface. Sans constituer une étanchéité complète, elle aide à réduire la porosité (micro-trous ou interstices), un problème courant avec les pièces imprimées en 3D.

Teinture

Lorsque vous teignez une pièce imprimée en 3D, la couleur pénètre profondément dans le plastique. En revanche, avec une peinture en aérosol, la couleur reste uniquement en surface.

La teinture offre des couleurs plus vives et plus durables et permet d'éviter les problèmes d'écaillage ou de rayures que l'on rencontre avec la peinture en aérosol.

Comme la teinture n'ajoute pas d'épaisseur supplémentaire, vous ne perdez aucun petit détail. C'est particulièrement important si votre conception est complexe et détaillée, et c'est souvent la raison pour laquelle vous avez choisi l'impression 3D.

Beaucoup de personnes aiment teindre leurs pièces en noir, car cela confère un aspect net et uniforme sur toute la surface.

Quels matériaux conviennent à l'impression 3D avec une qualité de surface élevée ?

Voici quelques-uns des matériaux les mieux adaptés à une qualité de surface élevée en impression 3D :

PLA (acide polylactique)

Si vous recherchez des impressions 3D faciles et lisses, utilisez du PLA. C'est l'un des matériaux les plus simples à imprimer et il offre une surface nette et lisse dès la sortie de l'imprimante.

Le PLA se déforme peu, ce qui vous permet de vous concentrer davantage sur la conception et moins sur les problèmes d'impression. Il est parfait pour imprimer des modèles, des décorations ou des prototypes qui doivent avoir belle allure.

ABS (acrylonitrile butadiène styrène)

L'ABS offre une surface correcte dès la sortie d'impression, mais il révèle tout son potentiel lorsqu'on le lisse à l'acétone. On obtient alors un aspect très brillant et professionnel.

Il est résistant et idéal pour fabriquer des pièces qui doivent être robustes. Si vous acceptez un peu de post-traitement, l'ABS peut donner des résultats très nets.

PETG (polyéthylène téréphtalate glycol)

Le PETG offre un bon compromis entre résistance et finition de surface lisse. Il produit des impressions brillantes et soignées, avec un niveau de détail supérieur à l'ABS. Il est également facile à imprimer et se déforme peu.

ASA (acrylonitrile styrène acrylate)

L'ASA est très proche de l'ABS, mais il résiste bien mieux au soleil et aux intempéries. Vous obtenez une qualité de surface similaire et, avec un peu de post-traitement, il peut avoir très belle allure. Si vous avez besoin d'une pièce pour un usage extérieur, choisissez l'ASA.

Résine (impression SLA/DLP)

Si vous recherchez la meilleure finition de surface possible, essayez l'impression à la résine. Elle utilise de la résine liquide durcie par la lumière, ce qui donne des couches extrêmement fines et presque invisibles.

Vos impressions seront lisses et détaillées, même pour de très petites pièces. C'est parfait pour les figurines, les bijoux et tout ce qui exige beaucoup de détails.

Nylon

Le nylon peut sembler un peu rugueux lorsqu'il est imprimé en SLS, mais si vous imprimez en MJF ou le lissez après impression, il peut avoir très belle allure.

Le nylon est résistant et, avec la bonne finition, vous obtiendrez des pièces nettes et d'aspect professionnel. Il est idéal pour les pièces fonctionnelles qui doivent aussi avoir belle allure.

PC (polycarbonate)

Le polycarbonate offre une finition brillante et transparente, mais il laisse parfois davantage apparaître les lignes de couche, car il nécessite une température élevée.

Si vous réglez correctement votre imprimante, vous pouvez tout de même obtenir un rendu lisse. Il est très résistant et s'utilise lorsque vous recherchez à la fois robustesse et belle finition.

Services d'impression 3D DEK : prototypage rapide et pièces sur mesure de haute qualité

Si vous recherchez des pièces imprimées en 3D de haute qualité et des services de finition de surface, DEK est là pour vous aider. Notre équipe maîtrise les bonnes méthodes pour obtenir la finition de surface parfaite.

De plus, nous vous fournissons des rapports d'inspection à 100 % des pièces, pour que vous puissiez avoir confiance en leur qualité. Nous proposons également de nombreux services d'usinage comme l'usinage CNC, le fraisage, le tournage et le moulage par injection rapide.

Chez DEK, nous sommes experts en prototypage rapide et en fabrication, et nous vous accompagnons à chaque étape du développement de votre produit. Contactez-nous dès aujourd'hui et obtenez un devis gratuit.

Conclusion

Cet article a pour but de vous aider à comprendre les finitions de surface en impression 3D, et nous espérons qu'il vous apportera des informations utiles. Mais ce sujet est vaste et évolue sans cesse à mesure que l'impression 3D progresse.

Si vous avez d'autres questions, vous pouvez toujours contacter nos experts.

FAQ

Quelle méthode d'impression 3D offre la meilleure finition de surface ?

Cela dépend vraiment de l'usage que vous en ferez. Chaque méthode a ses avantages et ses inconvénients et convient mieux à certains types de produits. Si vous souhaitez simplement un bel aspect, la peinture ou le revêtement est un excellent choix.

Mais si votre pièce doit remplir une fonction spécifique, comme conduire l'électricité, vous aurez peut-être intérêt à utiliser un matériau pouvant être électroplaqué.

L'impression 3D offre-t-elle une meilleure finition que l'usinage CNC ?

En général, l'usinage CNC offre une finition plus lisse que l'impression 3D. Mais en choisissant la bonne imprimante et la bonne méthode de finition, vous pouvez vous rapprocher sensiblement de la qualité de surface obtenue en CNC.