octobre 24

Les bases de l’impression 3D

Cet article a pour but de rassembler mes connaissance (de débutant) sur l’impression 3D.

Le principe

Une fois l’imprimante choisi, il faut acquérir un certains nombres de logiciels et de compétences, car il y a un processus à respecter :

  • Création du dessin 3D -> fichier de travail selon le logiciel choisi
  • Exportation du modèle, en version compatible -> généralement du .stl
  • Contrôle et/ou réparation du fichier .stl -> pour qu’il soit bien reconnu comme « fermé »
  • Importation dans le logiciel d’impression de l’imprimante (qui peut être propriétaire ou libre) -> préparation et paramétrage de l’imprimante
  • Importation du fichier final dans l’imprimante -> souvent un fichier .gcode, via clé USB,  carte SD ou ethernet.

Imprimante 3D

A l’heure actuelle, beaucoup d’imprimante 3D existe sur le marché. Propriétaire, open source, DIY…
Même si il existe d’autres techniques, je me concentrais sur celle qui utilise du filament PLA ou ABS, ce sont les grand-publique.

Le type

Delta – comme la Rostock

Le plateau reste fixe, c’est la tête qui bouge. Elle sont généralement moins chère à l’achat mais réputée plus complexe à paramétrer.

  • Le bruit: les moteurs pas à pas chantent un peu, et c’est tout, Pas de plateau bruyant qui fait de grands mouvements.
  • La place au sol, le plateau ne se déplaçant pas
  • la vitesse de déplacement. On ne peut pas configurer une imprimante classique de manière à ce que l’accélération soit au max de ce que peuvent fournir les moteurs pas à pas. Lors d’une accélération (ou d’une décélération) trop grande sur l’axe Y.
    Le poids du plateau (qui bouge) fait que la courroie sautera malgré une bonne tension. Sur la delta, le poids entraîné par les courroies est moins important.
  • En général, 4 moteurs seulement contre 5 sur la plupart des imprimantes cartésiennes.
  • Généralement avec un Bowden, c’est à dire que le filament de PLA est chauffé, en haut de l’imprimante, et descend dans la buse via un tube en téflon. Il y a un risque que ce tube se bouche alors.
  • le rapport vitesse/qualité d’impression d’une imprimante 3D delta est moins bon qu’avec une imprimante 3D cartésienne car les forces s’exercent sur des pièces plus longues donc plus la vitesse sera rapide, moins la précision sera bonne.

Cartesienne – comme la Ultimaker

  • Plus simple à étalonner et configuration du Firmware plus aisée
  • Plus simple à améliorer car elle tolère une masse plus importante sur la tête, donc si vous voulez ajouter des ventilateurs, des capteurs, des lumières, un double extrudeur…. sans soucis.
  • Pas forcément besoin de Bowden, c’est à dire que le filament de PLA sera directement au contact de la buse chauffante.

Tête ou plateaux mobile ?

Les imprimantes cartesiennes sont divisés en deux types :

1 – Celles dont le plateaux  se déplace sur l’axe Z (haut et bas) et la tête dans la axes X et Y (horizontal).

C’est la cas de l’Ultimaker par exemple.
L’avantage est de pouvoir imprimer plus rapidement car la tête d’impression est plus légère (elle ne comporte pas de moteur dessus), de plus, comme le plateaux ne fait que descendre doucement, il y à moins de vibrations appliqués sur le modèle, comme un risuqe de décollement du plateaux par exemple.
Par contre, ce système impose un feeder déporté et donc un tube (bowden) pour amener le filament jusqu’au la tête. Ces imprimante utilisent généralement un filament de 3 mm.

2 – Celles dont le plateaux se déplace sur les axes X et Y et la tête dans l’axe Z.

C’est le cas des Dagoma par exemple.


L’avantage est d’avoir une mécanique plus simple car regroupé sur la tête et de n’avoir pas besoin de bowden.

Par contre, la mouvement rapide du plateaux sur les axes X et Y est limité à une certaine vitesse car si le modèle bouge trop vite sur le plateaux, il rique d’^tre éjecter de celui-çi. De plus, le mouvement du plateaux peut engendre du »bruit » ou imperfections d’impression.
Ces imprimante utilisent généralement un filament de 1. 75 mm.

Le plateau

L’impression sur du verre avec plateau chauffant permet de maintenir la première couche à… disons 50° pour du PLA, afin qu’il adhère le temps de l’impression.

Indispensable sur une imprimante qui fait bouger le plateau sur un des axes X ou Y. Sur les autres imprimantes (plateau qui ne bouge que sur l’axe vertical Z, ou qui ne bouge pas du tout) ce n’est pas indispensable mais c’est très pratique.
Le fait de ne pas chauffer le plateau nécessite plus de préparation de ce dernier (nettoyage etc…) et augmente le risque de la pièce qui se rétracte pendant l’impression et se soulève un peu.

La/les buses

utiliser du dissolvant pour vernis à ongle. De faire chauffer la buse à une centaine de degré et d’insérer par le dessous une des plus fines cordes de guitare

Le filament

 

le diamètre

deux monde cohabite : 1.75mm et  3mm (2.85mm en réalité MAIS c’est écart peut être génant selon cette source)

difference entre les 2 diamètres de filaments

Le filament 3 mm est pour les imprimantes qui on un bowden, il est plus facile pour imprimer les filament souple parait-il. Par contre, il est moins repandus que le 1.75 mm. De plus certains indique 3 mm et d’autre 2.85… pourquoi tant de haine ? mieux vaux vérifier au pied à coulisse donc.

Le filament 1.75 est le plus répandu.

La taille du filament n’a à priori aucune incidence sur la qualité final. Il est conseillé de le stocker à l’abris de l’humidité.

La matière

PLA (acide polyactique)

Il s’agit d’un matériau très répandu dans l’impression 3D à dépôt de filament fondu. Il est issu de matières comme l’amidon de maïs, ce qui lui donne l’avantage d’être biodégradable et utilisable dans la confection d’objets en contact avec de la nourriture, comme des bols ou des assiettes. En revanche, il est sensible à l’eau et à la chaleur. Le contact répété avec l’un ou l’autre risque de provoquer des dégradations.

Le PLA fond à une température comprise entre 160 et 220°C et ne nécessite pas de plateau chauffant pour être imprimé. S’il répond bien à des post-traitements comme la peinture, il n’est pas aisé de le rendre parfaitement lisse. Le ponçage ne donne pas entière satisfaction puisque le frottement fait fondre le matériau.

ABS (acrylonitrile butadiène styrène)

C’est l’autre matériau préféré des utilisateurs de machines de type FDM. L’exemple donné le plus souvent est celui des briques de Lego, composées d’ABS. Il offre des propriétés plus intéressantes que le PLA en termes de résistance à l’eau et à la chaleur. De plus, son rendu est plus lisse que ce qu’offre le PLA. Il demande donc généralement moins de traitement à la sortie de la machine.

L’ABS demande une température de 200 à 250°C pour fondre. Il lui faut aussi un plateau chauffant pour éviter qu’il ne se rétracte en refroidissant. Il existe en plusieurs couleurs et peut se trouver sous forme de bobines de filament ou sous forme de polymère liquide pour le procédé SLA.

PET (polytéréphtalate d’éthylène)

Obtenu à partir du pétrole, il est plus solide que l’ABS et s’affranchit du plateau chauffant. Il est utilisé pour les pièces qui demandent à la fois de la robustesse et de la flexibilité. On le trouve notamment dans les bouteilles en plastique. À l’instar du PLA et de l’ABS, on trouve le PET en bobine. La température nécessaire à son impression est de l’ordre de 220°C. Contrairement à ce que l’on pourrait penser, il ne dégage aucune odeur.

HIPS

Si on imprime un modèle qui a besoin de supports, les imprimantes à 2 extrudeurs, peuvent imprimer en même temps le support grace à un filament spécial qui se disolvera facilement à l’aide d’un produit dédié.

Plus d’infos sur les filaments  içi

les divers fabriquants

et içi

Les fabricants d’imprimantes les plus connus

Moteur de comparatif d’imprimantes 3D

Ultimaker – Plusieurs série, Ultimaker original, +, 1, 2… très réputé, open-source, native du logiciel Cura.

Dagoma – Avec ces fameux modèles pas chère et grand public… une référence.

Reprap – Avec la fameuse Prusa, d’un bon rapport qualité/prix et venant d’un projet visant à avoir une imprimante évolutive et ouverte

Printrbot – une des moins chère

Makerbot

Thinkerine

lulzbot

Up Plus

Delta Maker – de type delta, avec un logiciel réputé

CraftBot

Dagoma (le Français qui fait des imprimante grand public)

Impression 3D en ligne

Le leader actuel Sculpteo propose d’imprimer en ligne, via un simple fichier STL.
Une interface permet aussi de choisir son matériaux et de vérifier son modèle. Il son juste pénible à vous envoyer un mail à chaque ajout de modèle.

Vu la qualité de leurs machines, le rendu sera supérieur à se qu’on peut retrouver avec sa propre imprimante classique.

Un internaute à fait une comparaison d’impression içi

On trouve aussi des particuliers ou des pros qui proposent de « louer » leur machine et même leur compétence.
On peut ensuite se faire envoyer le modèle par courrier ou même le récupérer en main propre. Le prix varie selon la personne et c’est prestations.
Un des plus connus est 3Dhubs.

Création 3D

La aussi, quelques logiciels existes, du plus simple au plus complexe.

3D Builder – Application fournis avec Windows 10, simpliste mais bien fait (voir un test içi)

3D Splach – Très simple, à l’interface très Minecraft et créé par des Français, (voir un test içi)
Une version en ligne existe aussi.

123D Design – simple, en Français et avec une grosse communauté pour l’aide et des tutos sur Youtube.

DesignSpark – Mechanical – Pas le plus connu mais pour moi, le meilleur rapport simplicité/fonction.
Interface en Français, ergonomie bien conçu. DesignSpark fait aussi un logiciel de création de circuit imprimé, on trouve donc des circuit et composants en 3D via leur site.

Fusion360 – En Anglais, nécessite de créer un compte (s’inscrire en tant que « school » pour avoir la version gratuite).
Plus difficile pour démarrer mais avec beaucoup de fonctions.
Le modèle est sauvegardé (automatiquement ou pas) sur son compte Fusion360. On peut aussi exporter son modèle en fichier .f3d sur son PC.

FreeCAD – Libre et encore et test mais en Français et pleins de possibilités

Blender – A la base pour la création 3D en générale, complexe à appréhender.

Analyse et réparation

Un des points important à connaitre pour l’impression 3D est que le modêle doit est considéré par l’imprimante comme « fermé », aussi appelé manifold, sinon, l’impression donnera un résultat désastreux. (plus d’explication içi).

De plus, selon les cas, si le modèle présente des zones en décalage (comme dans mon exemple), il faudra prévoir de rajouter des pivots qui feront office de support pour que, lors de l’impression, le plastique encore chaud ne s’affaisse pas.

Netfabb Basic , freeware en Anglais mais beaucoup de tuto sur le net.

 

 

 

 

 

Une version en ligne existe aussi, nécessite un compte Microsoft.

Préparation et réglages imprimante

Slic3r

Un des plus connus et sans installation, beaucoup de réglages et la possibilité de générer des supports.

Un tuto de 2014 içi

Cura

A la base pour les imprimante Ultimaker mais fonctionne aussi pour de nombreuse autre.

 

 

 

 

 

Meshmixer

Fournis par Autodesk et bien intégré donc avec 123D Design. Permet d’analyser, réparer et rajouter des supports

 

 

 

 

 

Repetier

En Français et open-source, simple mais ne permet pas de créer des supports

repetier01 repetier01

 

 

Symplify3D

Payant (150$) MAIS bien fait, permet aussi de rajouter simplement des supports (en rouge dans l’image) au modêle.

Un tuto içi

simplify3D01

 

 

 

Crafware

Lié à l’origine à l’imprimante CraftBot, je ne sais pas si il génère un fichier Gcode compatible avec d’autres imprimantes.

CraftWare006 CraftWare007

 

 

 

 

 

Un comparatif entre Cura et Repetier-Host

Les problèmes

Ensuite, tout n’est pas gagné… d’après les utilisateurs d’impr 3D, il faut de nombreux essais avant d’arriver à « connaitre » son imprimante et maitriser tous ces paramètres pour arriver au résultat souhaités, mais c’est comme tout, il faut apprendre et pratiquer.

Problèmes et résolutions en 3D

 

Source et liens

FAQ

guide 2015 – comparatif 2015  – meilleurs imprimants 2016

Lexique impression 3D

Les logiciels 3D et les sclicer


Étiquettes : , , , , , ,
Copyright 2017. All rights reserved.

Ecrit 24 octobre 2015 par Pit dans la catégorie "Best", "Impression 3D", "Mes notes sur

1 COMMENTS :

Laisser un commentaire

Votre adresse de messagerie ne sera pas publiée.

8 + six =