Impression 3D - quatre réponses utiles pour les débutants
1/11/2016
Traduction: traduction automatique
L'impression 3D n'a rien de sorcier, elle est même plus simple que beaucoup ne le pensent. Dans cet article, je réponds pour vous aux quatre questions les plus fréquentes sur le thème de l'impression 3D. Vous apprendrez ce qu'est l'impression 3D, ce que vous pouvez faire avec, comment le faire et combien cela coûte.
Je m'imprime le monde en 3D comme je l'aime. Vous n'avez pas nécessairement besoin d'une imagination aussi grande que celle de Pippi Langstrumpf dans ses histoires. Cependant, pour l'impression 3D, il est utile de pouvoir imaginer des objets en trois dimensions. Car ce n'est pas encore aussi simple qu'à bord du vaisseau spatial Enterprise, où le capitaine Picard se tient devant le synthétiseur et dit : "Thé, Earl Gray, chaud" et hop, le thé et la tasse sont déjà prêts. Dans le monde réel, il faut du temps. Beaucoup de temps. L'impression 3D prend souvent des heures, et plus c'est gros et fin, plus c'est long.
Qu'est-ce que c'est?
Une imprimante 3D permet de créer des objets individuels en plastique. Comme le processus d'impression prend beaucoup de temps, ce procédé n'est pas adapté à la production de masse. Dans l'industrie, ce processus est utilisé depuis longtemps et s'appelle le prototypage rapide. Pour une utilisation privée, cette idée a été reprise et développée par le mouvement RepRap. L'idée de base était de créer une imprimante 3D qui, à son tour, peut imprimer des imprimantes 3D.
Le plastique est le principal matériau utilisé pour l'impression. Le "bioplastique" PLA est très populaire. Il est non toxique, biodégradable et très facile à utiliser. L'imprimante 3D fait office de robot de fusion. Elle aspire le fil de PLA, le chauffe à 220°C et le pousse ensuite à travers une buse fine (par exemple 0,4mm) sous forme de fine bande couche par couche sur un plateau d'impression.
Les autres méthodes sont :
- durcir le plastique liquide avec un laser UV (stéréolithographie)
- Faire fondre une poudre métallique avec un laser (frittage) ou
- Lier avec précision une poudre de plâtre avec une imprimante à jet d'encre
Mais ces procédés ne sont pas adaptés à une utilisation à domicile, car ils sont trop complexes et trop coûteux. Il s'agit toujours d'une méthode d'application. On part souvent d'une plaque vierge et on y ajoute du matériau. Le contraire serait les procédés d'enlèvement de matière, comme le fraisage ou le tournage. Dans ce cas, on commence par une pièce brute et on enlève progressivement le matériau indésirable. L'inconvénient de cette méthode est qu'elle génère des déchets sous forme de copeaux qui doivent être recyclés.
Que peut-on faire avec ?
En gros, tout ce que vous voulez. Que ce soit une coque de smartphone, des pièces d'échecs, des supports, etc. Avec une imprimante 3D, vous pouvez imprimer à peu près tout ce que vous voulez. Les applications sont infinies. Cependant, cela devient difficile et laborieux lorsque l'objet est plus grand que votre imprimante. En plus des classiques déjà mentionnés, il existe de nombreux autres exemples d'applications intéressantes :
- Pièces de rechange :
Par exemple, si vous avez besoin d'un nouveau cache pour votre appareil photo, vous pouvez facilement l'imprimer. Vous pouvez télécharger le fichier CAO ici.
- Modeler:
Si vous souhaitez un bouton "option" plus grand pour la manette PS4 (pour mieux accéder à la carte dans GTA), vous pouvez le télécharger ici et l'imprimer.
- Mises à jour :
Avec un support imprimé, vous pouvez insérer des disques durs 2.5" ; ou un SSD dans les anciens (2008) ordinateurs MacBook Pro : Téléchargement
- Art :
Avec une imprimante 3D, il est possible de créer des objets non seulement utiles, mais aussi artistiques. Comme par exemple un porte-écouteurs en forme d'antiquité archéologique.
- Formation :
Les pales de turbine tournantes https://www.thingiverse.com/thing:1327093 attirent toujours l'attention.
- Modélisme et articles de fans :
Pourquoi se contenter de regarder un film ou un jeu quand vous pouvez installer un chars dans votre salon.
- Nouvelles possibilités :
Transformez n'importe laquelle des lentilles de votre appareil photo en objectif macro. C'est facile avec un petit adaptateur à imprimer.
Comme vous pouvez le constater, il n'y a pratiquement aucune limite à l'impression 3D. Vous n'êtes pas non plus obligé de vous limiter au plastique. Vous pouvez par exemple imprimer un moule pour en faire un lapin de Pâques en chocolat avec votre visage scanné. Très bizarre, mais faisable :)
Comment faire ?
Au départ, il y a toujours une idée. Pour moi, il s'est avéré utile de toujours l'esquisser sur un morceau de papier. Avec cette esquisse, il est ensuite plus facile de dessiner le modèle 3D sur l'ordinateur. Il est également possible de capturer des objets à l'aide d'un scanner 3D. Cependant, d'après mon expérience, cela nécessite encore beaucoup de travail manuel pour le post-traitement du modèle informatique.
Une autre possibilité consiste à parcourir le web pour trouver des projets déjà existants. Entre autres, Thingiverse possède un grand choix de modèles informatiques librement accessibles. Tant que vous ne souhaitez pas utiliser les fichiers de ce site à des fins commerciales, il n'y a pas de frais de licence à payer. Un autre avantage est que les données brutes de l'objet sont mises à votre disposition. Vous pouvez ainsi modifier et adapter le modèle à votre guise. Dans ce cas, l'open source (code source ouvert et librement accessible) et l'open hardware (plans de construction et instructions ouverts et librement accessibles) se rejoignent. Il est très important de ne pas enfreindre les brevets existants. En effet, la protection par brevet ne s'applique pas à l'usage personnel ou à la recherche. Mais si vous voulez vendre quelque chose ou déposer un nouveau brevet, vous devez impérativement respecter la protection du brevet.
Mais revenons à la procédure :
Le modèle informatique peut être créé avec presque tous les logiciels de CAO. Quelques exemples sont OpenSCAD (mon préféré), FreeCAD, Blender ou des logiciels professionnels comme Cinema 4D et AutoCAD.
Après avoir construit votre modèle dans le programme de CAO, vous devez le sauvegarder au format de fichier ".stl". Ce format de fichier est devenu un quasi-standard.
A partir de ce fichier objet, le "slicer" crée un fichier d'impression. Le slicer le plus connu actuellement sur le marché est "Cura" (grâce au soutien d'Ultimaker). Cura est un logiciel gratuit et compatible avec pratiquement toutes les imprimantes. Cependant, vous devez toujours vous assurer que l'imprimante que vous souhaitez utiliser est configurée dans le slicer et qu'elle contient la résolution souhaitée. Le slicer ne fait rien d'autre que de découper votre objet en fines tranches. Vous pouvez choisir la résolution, c'est-à-dire l'épaisseur de ces tranches, comme vous le souhaitez (par exemple 0,1 mm). Plus vous choisissez une résolution fine, plus votre impression sera lisse et belle. Cependant, l'imprimante 3D devra travailler plus longtemps avec des disques plus fins qu'avec une résolution plus grossière.
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Vous pouvez ensuite charger ce fichier d'impression soit sur une carte mémoire SD, soit sur une clé USB, puis le connecter à l'imprimante. Il ne reste plus qu'à laisser l'imprimante se réchauffer pendant quelques minutes, après quoi elle sera prête à l'emploi. Choisissez un endroit approprié pour votre imprimante, où elle ne sera pas exposée aux courants d'air. Les différences de température peuvent affecter la qualité de vos pièces imprimées et réduire l'adhérence des pièces fines.
Après l'impression, je vous conseille d'attendre quelques minutes pour que la pièce imprimée refroidisse complètement. Elle se détachera ainsi plus facilement de la plaque d'impression. Une plaque d'impression chauffée (recouverte de Kapton) est très utile à cet effet. L'idéal est de laisser refroidir le tout jusqu'à ce que la pièce se détache proprement de la plaque d'impression avec un bruit de grincement. Le tout sans tirer, marteler ou même buriner.
Si ce n'est pas aussi simple, une clé à pipe s'est avérée très utile pour moi. On appuie et on plie doucement à plusieurs endroits pour détacher délicatement la pièce de son support. Il est recommandé de ne détacher qu'une petite partie à la fois, jusqu'à ce qu'il soit possible de la soulever complètement. Tant que vous n'appuyez pas trop fort et que vous restez dans la zone élastique du plastique, rien ne sera endommagé.
Pour que l'objet suivant adhère bien à nouveau, il faut finir par bien nettoyer la plaque d'impression des résidus, de la poussière et des empreintes digitales.
Quel est le prix ?
Il existe deux types d'imprimantes 3D. Les unes peuvent être achetées prêtes à l'emploi et il suffit de les brancher sur le secteur. L'Ultimaker 2 en est un exemple.
L'autre variante est celle des imprimantes 3D livrées en kit. Elles sont certes un peu moins chères, mais il faut d'abord les assembler. Il faut y consacrer deux soirées. Selon le fabricant, l'assemblage ne prend pas plus d'une heure, mais le plaisir de la construction est alors absent. Mon préféré est ici l'Hephestos 2.
A ce stade, j'aimerais vous donner quelques conseils et astuces :
- N'achetez pas trop de rouleaux de peinture à la fois. Ils vieillissent avec l'humidité de l'air et deviennent fragiles après 1 ou 2 ans. De ce fait, ils ne peuvent plus être alimentés correctement par l'imprimante et doivent donc être jetés.
- Vous n'avez besoin que de peu ou pas d'outils. Un petit couteau à tapis est utile pour enlever les bavures et les restes de matériau (toujours couper loin du corps et ne pas appuyer le pouce contre la lame). Un géocroisé ou réglette pour vérifier et bien sûr ma cliquette déjà mentionnée.
- Pour éviter que la plaque d'impression ne s'use toujours au même endroit, je te conseille de ne pas imprimer uniquement au centre, mais de déplacer les pièces dans leur position si possible.
Laissez libre cours à votre imagination. Bonne chance ! Et pour finir, une autre citation du Capt Picard : "Energie !"
Je suis un autochtone numérique de la génération Commodore 64, en ligne depuis le cadran et le coupleur acoustique. En plus des jeux vidéo, j'aime faire entrer des choses du cyberespace dans le making-of avec l'imprimante 3D. La technologie est tout simplement fascinante.
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