Les concepts de précision, tolérance et exactitude en impression 3D

La résolution élevée d’une imprimante 3D ne suffit pas à garantir la précision et l’exactitude de l’objet à imprimer. Les termes précision, exactitude et tolérance jouent un rôle majeur, que nous exposons ici.

Précision de l’impression 3D : de quoi s’agit-il ?

La précision renvoie à la reproductivité ou répétabilité de la mesure, c’est-à-dire sa capacité à se reproduire ou à se répéter. Faisons une comparaison avec le tir à l’arc, où l’arc et les flèches désignent l’imprimante 3D et la cible, la surface d’impression. Dans ce cas, la précision des lancers revient à déterminer leur cohérence dans leurs répétitions. Chaque flèche tirée atteint-elle plus ou moins le même endroit de la cible (quel qu’il soit) ? La précision est ainsi directement liée à la fiabilité de l’opération. La question à laquelle on s’intéresse ici est la suivante : chaque nouvelle impression 3D lancée peut-elle donner des résultats identiques ?

Dire d’une résine qu’elle est « précise », c’est dire qu’elle rend possible des impressions 3D répétées et semblables. Mais quelles différences entre précision, exactitude et tolérance d’une impression 3D ?

Au-delà de la précision de l’impression 3D : exactitude et tolérance

L’exactitude se définit comme une mesure qui tend vers la valeur visée. Si on reprend l’exemple du tir à l’arc, il ne s’agit pas seulement de viser la cible au même point à chaque fois mais bien de toucher le mille. Plus la flèche tend vers le cœur de la cible et plus le lancer tend vers l’exactitude. Il en va de même en impression 3D où le mille est remplacé par les données de l’objet dans le fichier 3D.

Et la tolérance ? Elle est déterminée en amont par les paramètres d’impression 3D en répondant à la question : quel est le niveau de précision ciblé ? Autrement dit, quelle est la marge de manœuvre autorisée pour dévier de cette précision ? Pour ce faire, il convient de définir un intervalle de variation. Plus la tolérance sera exigeante, plus le coût de l’impression 3D sera élevé. Dès lors, il n’est pas pertinent de vouloir réduire à tout prix l’intervalle de variation. Chaque projet dispose de ses propres critères.

Précision, exactitude et tolérance reposent sur différentes mesures, parmi lesquelles :

• La taille maximum du modèle (en mm).
• Le relief des détails (en mm).
• L’espacement qui sépare deux pièces (en mm).
• L’épaisseur de paroi (en mm).
• L’épaisseur de couche (en µm).
• Le rétrécissement après post-traitement (en %).

Comment appliquer la précision à l’impression 3D ?

La mise en œuvre des concepts de précision, exactitude et tolérance en impression 3D dépendent directement de vos besoins. Généralement, les imprimantes 3D les moins chères sont précises (bonne répétabilité) mais peu exactes. Si vous voulez produire des pièces à faible coût (où aspect et esthétique ont peu d’importance, quitte à accepter certaines déformations), cela reste une bonne option. Si, à l’inverse, vous visez des résultats d’impression 3D non seulement constants mais aussi de qualité élevée, il faudra maximiser l’exactitude et la tolérance du système.

Pour bien appliquer les trois concepts de précision, exactitude et tolérance à votre projet d’impression 3D, quatre facteurs doivent être pris en compte :

1. Les matériaux d’impression, les propriétés de la résine choisie influant directement sur l’exactitude de l’impression.
2. L’environnement, c’est-à-dire l’ensemble des facteurs extérieurs à l’imprimante 3D qui impactent la qualité de l’impression elle-même (pièce, éclairage, processus, etc.).
3. Le procédé d’impression, car chaque nouvelle couche ajoutée est susceptible de fragiliser l’exactitude finale.
4. Le post-traitement. En effet, l’impression 3D ne s’arrête pas une fois l’objet imprimé. Bien souvent, la pièce requiert un dernier traitement sous la forme d’une cuisson UV. Une opération délicate qui peut contracter la matière et la déformer. En programmant bien votre logiciel de préparation des fichiers d’impression 3D, vous pouvez réduire ce risque. L’idée est de compenser systématiquement la contraction pour assurer l’exactitude à la fin du procédé.

Pour tirer profit des nombreux atouts de la fabrication additive, ne négligez pas l’importance de la précision, l’exactitude et la tolérance. Vous pourrez ainsi garantir un résultat optimal par rapport à vos objectifs d’impression 3D !