Pourcentage de remplissage (Infill)

Contrairement aux méthodes de fabrication traditionnelles comme le moulage par injection, où les pièces sont souvent pleines, les objets imprimés en 3D ne sont presque jamais entièrement remplis. Les imprimantes FDM construisent un modèle avec une coque extérieure rigide (les parois ou « shells ») et une structure interne composée en grande partie d’air. Cette structure est appelée infill.

Choisir le bon pourcentage de remplissage est l’une des décisions les plus importantes dans votre logiciel de tranchage. Il influence non seulement la solidité de votre pièce, mais a aussi un impact énorme sur la durée d’impression et sur la quantité de matériau consommée. Un mauvais choix peut conduire à un modèle fragile ou à une impression qui prend inutilement des heures de plus.

Qu’est-ce que l’infill exactement ?

L’infill est le support interne de votre impression 3D. Vous pouvez le voir comme le squelette de l’objet. Sans infill, l’imprimante ne pourrait pas imprimer le dessus de votre modèle (les « top layers »), car elle extruderait alors du plastique dans le vide, qui s’affaisserait. L’infill fournit une base sur laquelle cette couche supérieure peut reposer.

Le pourcentage (de 0 % à 100 %) indique quelle part de l’espace intérieur est remplie de plastique. 0 % signifie complètement creux, 100 % signifie plastique massif. Cependant, la relation entre le pourcentage et la solidité n’est pas linéaire. Une impression avec 50 % d’infill n’est pas deux fois plus solide qu’une impression avec 25 % d’infill, mais elle demande bien deux fois plus de temps pour imprimer l’intérieur.

Recommandations de pourcentage

Quel pourcentage choisir ? Cela dépend entièrement de l’usage de votre objet :

• 0 % - 15 % (Visuel / Décoratif): Utilisez ce réglage pour des figurines, maquettes ou prototypes qui ne seront pas manipulés. Tant que l’imprimante gère correctement les « ponts » (bridging) sur le dessus, c’est l’option la plus rapide. Pour la plupart des modèles d’exposition, 5 à 10 % suffisent souvent déjà à conserver la forme.
• 15 % - 30 % (Standard): C’est le standard industriel pour la plupart des impressions. Un taux de 20 % offre un excellent équilibre entre solidité et temps d’impression. La pièce paraît robuste, peut être prise en main et utilisée normalement, et la couche supérieure est bien soutenue.
• 30 % - 60 % (Fonctionnel / Sous charge): Pour les pièces soumises à des contraintes mécaniques, comme des supports, crochets ou porte-outils. C’est à partir de là que l’on remarque vraiment que la pièce devient plus lourde et plus rigide.
• 60 % - 100 % (Fortement sollicité): Ceci est rarement recommandé. Au-delà de 50 à 60 %, ajouter davantage de matériau apporte à peine plus de solidité (rendement décroissant). Vous voulez une pièce plus robuste ? Augmentez plutôt le nombre de parois extérieures (périmètres) au lieu de pousser l’infill à 100 %. Les parois contribuent en effet bien davantage à la rigidité que le remplissage.

Motifs d’infill : bien plus qu’une question d’esthétique

Outre le pourcentage, la forme de la structure (le motif) est cruciale. Différents motifs possèdent des propriétés mécaniques différentes.

• Grid / Lines / Rectilinear: La grille standard. C’est ce qui s’imprime le plus rapidement, mais avec un inconvénient : elle est anisotrope. Elle est résistante dans une direction, mais plus faible dans l’autre. En outre, la buse recroise les mêmes lignes à chaque couche, ce qui peut provoquer des vibrations ou une accumulation de matière à grande vitesse.
• Gyroid: Le favori des experts. Ce motif ondulé est isotrope (également résistant dans toutes les directions). Comme les lignes ne se croisent jamais sur une même couche, il s’imprime plus silencieusement et plus vite. Il est également idéal pour les applications étanches aux liquides si vous souhaitez couler de la résine ou de l’époxy dans votre impression, car le liquide peut circuler dans toute la pièce.
• Honeycomb (Nid d’abeille): Esthétiquement agréable et mécaniquement robuste, mais lent à imprimer. L’imprimante doit effectuer de nombreux changements brusques de direction, ce qui allonge considérablement le temps d’impression.
• Lightning: Un motif intelligent et moderne spécialement conçu pour économiser du matériau. Il crée à l’intérieur une structure en forme d’arbre qui ne se densifie qu’à proximité de la couche supérieure. Le bas reste presque creux. Parfait pour les modèles visuels comme les bustes ou les casques.

Le mythe de l’infill à 100 %

Beaucoup de débutants règlent l’infill à 100 % lorsqu’ils veulent rendre une pièce « incassable ». C’est souvent une erreur. Un bloc de plastique massif subit d’importantes contraintes internes et un retrait lors du refroidissement, ce qui peut entraîner du gauchissement (warping) ou des fissures. En plus, cela consomme énormément de temps et de filament.

Une alternative plus judicieuse consiste à augmenter le « Wall Count » (nombre de parois extérieures). Une impression avec 40 % d’infill et 4 parois extérieures épaisses est souvent plus solide et plus rapide à terminer qu’une impression avec 100 % d’infill et 2 parois fines. Après tout, la résistance d’un tube vient de l’extérieur, pas du remplissage.