Le remplissage en impression 3D : motifs, pourcentages et le gyroïde

Le remplissage est le treillis interne que votre trancheur imprime à l’intérieur des parois d’une pièce. La coque vous donne la surface ; le remplissage donne à la pièce son corps sans la rendre pleine. Vous le réglez comme un pourcentage de densité, et le motif que vous choisissez compte autant que le chiffre.

Ce que signifie le pourcentage

0 %, c’est creux ; 100 %, c’est du plastique massif. Presque rien n’a besoin d’être massif, et presque rien ne devrait être totalement creux, donc la plage utile se situe entre les deux.

Ce pourcentage n’est pas un taux de remplissage en volume que vous pourriez estimer à l’œil. À 20 %, le trancheur espace le treillis pour qu’environ un cinquième de l’intérieur soit en plastique. Le motif décide de la disposition de ces lignes, et cette disposition change le comportement de la pièce sous charge.

Les compromis de la densité

Chaque point de remplissage ajouté coûte du filament et du temps, et achète du poids et de la rigidité. La relation n’est pas linéaire, et la seconde moitié du curseur est en grande partie gaspillée.

• 10-15 % - Pièces d’exposition, bustes, accessoires de cosplay, prototypes juste destinés à être regardés. Un buste à 10 % s’imprime en une fraction du temps et des grammes d’un buste à 40 %, et vous ne sentirez jamais la différence sur une étagère.
• 20-40 % - La valeur par défaut pour le fonctionnel. Équerres, boîtiers, gabarits, jouets, la plupart des pièces domestiques. 20 % couvre l’usage général ; poussez vers 40 % pour les pièces beaucoup manipulées ou soumises à une charge modérée.
• 50 % et plus - Vraie charge mécanique : engrenages, supports moteur, corps d’outils, tout ce qui est boulonné et sollicité. Au-delà de 50 %, vous payez beaucoup de plastique pour des gains qui s’amenuisent.

Voici ce qui échappe à beaucoup de gens. Passer de 20 % à 40 % ajoute une vraie rigidité. Passer de 60 % à 80 % ajoute du plastique et du temps d’impression pour presque rien, parce qu’au-delà d’un certain point ce sont les parois et les couches du dessus et du dessous qui portent la charge, pas le treillis.

Donc si une pièce semble fragile, ajoutez un périmètre avant de monter le remplissage. Trois parois à 20 % battront généralement deux parois à 50 %, et l’impression est plus rapide en prime. Côté coût, un ordre de grandeur : en couches de 0,2 mm sur une pièce de taille moyenne, passer de 15 % à 50 % peut doubler le temps d’impression et le filament. Réglez le curseur pour ce que la pièce fait, pas pour « plus, c’est plus sûr ».

Les motifs à connaître

Les trancheurs proposent une douzaine de motifs. Ces cinq-là couvrent presque tout.

• Grille - Des lignes droites qui se croisent dans deux directions, couche après couche. Rapide, simple, correct dans la plupart des directions. Le hic : les lignes croisées s’empilent aux mêmes points, et la buse laboure ces intersections, ce qui peut cliqueter ou cogner à haute vitesse.
• Lignes / Rectiligne - Des lignes parallèles qui alternent de direction à chaque couche. Le plus rapide et le plus léger, mais faible dans le plan. Bien pour des pièces d’exposition à faible densité, pas pour de la charge.
• Triangles - Solide dans le plan de la couche, bon pour les pièces sollicitées latéralement. Plus lourd et plus lent que la grille à densité égale.
• Nid d’abeille - Des cellules hexagonales. Solide dans plusieurs directions et superbe à travers une impression translucide, mais plus lent, car le parcours comporte plus de changements de direction et de rétractions.
• Gyroïde - Une onde 3D continue. Plus de détails ci-dessous, puisque c’est le motif qui a donné son nom à cette application.

Pourquoi le gyroïde mérite la vedette

Un gyroïde est une surface courbe unique qui se répète selon les trois axes, si bien que le treillis n’a ni plans plats ni intersections empilées. Cette géométrie vous apporte plusieurs choses à la fois.

Une résistance quasi isotrope. La plupart des motifs sont solides dans une ou deux directions et faibles dans les autres. Le gyroïde est à peu près aussi résistant dans toutes les directions, donc vous n’avez pas à prédire comment une pièce sera chargée pour orienter votre remplissage en conséquence. Pour les pièces sollicitées de façon inhabituelle, c’est une chose de moins à rater.

Il s’imprime vite et silencieusement. Au sein d’une couche, la trajectoire est une seule courbe lisse et continue. Aucun point de croisement à labourer, peu ou pas de rétractions, aucun angle vif forçant l’imprimante à décélérer. Résultat : la vitesse se maintient et la machine est nettement plus silencieuse qu’en grille à densité égale. La buse ne change pas brutalement de direction tous les quelques millimètres.

Il s’entend bien avec les flexibles. Le TPU déteste les rétractions, qui provoquent du stringing (fils indésirables) et des bourrages. La trajectoire quasi sans rétraction du gyroïde en fait l’un des meilleurs choix pour le filament flexible, là où la grille et le nid d’abeille vous mènent la vie dure.

Le compromis est minime. La trajectoire courbe peut être légèrement plus lente que de simples lignes à très faible densité, et elle consomme un peu plus de filament que le rectiligne au même pourcentage. Pour tout ce qui est fonctionnel, la résistance au gramme et la qualité d’impression le remboursent largement.

Recommandations pratiques

• Pièces générales : gyroïde à 15-20 %. Le meilleur choix polyvalent et un point de départ raisonnable.
• Exposition uniquement : lignes ou gyroïde à 10-15 %. Ne vous prenez pas la tête.
• Vraie charge : gyroïde ou triangles à 30-50 %, et ajoutez des parois avant d’ajouter de la densité.
• Filament flexible : gyroïde, faible densité, pour limiter les rétractions.
• Pièce vitrine translucide : le nid d’abeille à 15-20 % a fière allure à travers la paroi.

Choisissez le motif selon la manière dont la pièce est sollicitée et la densité selon l’intensité, puis ne touchez plus au reste du curseur. Si vous ne devez retenir qu’un réglage, que ce soit gyroïde à 20 % avec trois parois. Cela couvre une part surprenante de l’impression réelle, et vous pourrez consigner les exceptions au fur et à mesure.