On a parfois besoin de réaliser l’assemblage fixe de plusieurs pièces. Si cela peux paraitre simple, il y a un minimum de règles à respecter si l’on veut un assemblage qui soit résistant.
Quel est l’objectif d’un assemblage ?
Une pièce possède nativement 6 degrés de liberté : 3 translations (selon les directions X,Y et Z) et 3 rotations (selon les axes X, Y et Z).
Pour lier 2 pièces entre elles et les immobiliser correctement, il va falloir supprimer les 6 degrés de liberté.
Test pour vérifier que vous avez compris !
Dans le montage ci-dessus, 2 pièces sont simplement positionnées l’un au dessus de l’autre.
Question : Est-ce que ce simple montage permet la suppression de libertés ?
Réponse : Dans cette simple situation, nous avons éliminé 2 rotations (selon les axes X et Y, et une demi-translation (direction Z vers le bas).
Assemblage par système vis-écrou
Si le système le permet, c’est à dire qu’il est possible d’accéder aux faces supérieure et inférieur du montage, c’est une solution rapide .
On a ici amélioré l’assemblage précédent (celui du test).
Nous avons ici éliminé toutes les translations et presque toutes les rotations. Je dis toute car dans ce montage basique, la rotation selon Z est contrainte par la force de frottement entre surface, force qui résulte du serrage vis-écrou.
Si le système se désserre, ou qu’une force trop importante est appliquée en rotation, le montage ne sera pas résistant.
Une solution pourrait être de rajouter un obstacle à cette rotation : une goupille, mettre 2 vis-écrou répartis sur la longueur, …
Alternatives en fonction des efforts nécessaires
Si le système « vis-écrou » reste celui le plus simple à mettre en oeuvre pour l’assemblage de pièces imprimées – il n’est en effet pas toujours simple de maitriser d’autres type d’assemblage en raison des tolérances d’impression – il ne sera pas toujours nécessaire d’utiliser une vis et un écrou « métal ». Tout va en effet dépendre de l’effort à gérer.
Si l’effort est très faible – je pense par exemple à la fixation d’un couvercle sur un boitier – on pourra imaginer « imprimer » directement le filetage dans la pièce.
Pour réaliser cette opération, je vous conseille l’atelier « Fasteners Workbench », qui permet de réaliser des taraudages.
Si l’effort est moyen (ou qu’il n’est pas possible de réaliser un filetage assez long) , il est possible d’utiliser des inserts.
Les inserts sont généralement vendus avec un embout qui s’adapte sur un fer à souder.
Le principe est simple : il suffit de prévoir dans la pièce un trou adapté à l’insert. Puis on positionne l’insert sur l’embout du fer à souder, et on positionne à chaud l’insert. En refroisissant, il est emprisonné dans la pièce.
C’est une solution parfaitement adaptée aux assemblages qui vont devoir être régulièrement démontés.
En conclusion
Cet article ne montre qu’une toute petite partie des solutions pour réaliser un assemblage entre pièces imprimées. Et il n’existe pas une solution unique et polyvalente !
S’il fallait retenir une seule chose, c’est de bien garder à l’esprit la présence des 6 degrés de libertés et qu’il faut systématiquement se poser la question suivante : « Est-ce que ma solution d’assemblage supprime bien ces 6 degrés ? »