Introduction à l'impression 3D

Survol du processus d'impression 3D, se voulant non spécifique à un modèle d'imprimante en particulier.

Modélisation : créer un objet en 3D virtuel

La modélisation d'un objet 3D peut se faire sur des sites de modélisation tels que Tinkercad (plus simple) et Blender (plus avancé).

Préparer un fichier pour l'impression

La préparation du fichier se fait à l'aide d'un logiciel de tranchage (ou slicer). Nous recommandons le logiciel gratuit Ultimaker Cura.

Certains fabricants d'imprimantes 3D ont développé un logiciel slicer propre à leurs modèles d'imprimantes et qui vient avec l'achat. Ces logiciels offrent en général les mêmes fonctions que Cura, avec un interface souvent similaire.

Exemples :

• La compagnie Sindoh a son logiciel slicer spécifique (3DWOX workshop)

• La compagnie Tinkerine offre, avec ses imprimantes DittoPro, le logiciel slicer Tinkerine suite.

Une fois un objet modélisé et archivé sous la forme d'un fichier de type .stl, Cura permet de :

• Modifier la taille qu'aura l'objet imprimé

• (Préciser les paramètres spécifique au modèle de l'imprimante pour une impression optimale)**

• Modifier les préférences d'impression :

  • Densité du remplissage

  • Épaisseur de chacune des couches successives de PLA

  • Vitesse d'impression

  • Support pour une meilleure adhésion

• Obtenir une estimation du temps nécessaire à l'impression

• Obtenir une estimation de la quantité (en grammes) de PLA nécessaires à l'impression

• Convertir le fichier de format .stl en fichier de type .gcode

Installer l'imprimante 3D

Cette étape consiste à

• Brancher l'imprimante

• Joindre les pièces qui pourraient être détachées (selon le modèle, par exemple, le support pour la bobine de PLA)

• Installer la bobine de PLA sur son support

• Insérer le fil de PLA à l'intérieur du canal menant à la buse

Dans le cas d'un atelier, il est préférable de faire cette étape avant l'arrivée du groupe. Cela permet également de faire un test d'impression et de repérer les problèmes s'il y en a.

Préparer l'imprimante 3D

Pour que le PLA puisse couler à travers la buse, il doit être fondu ; il est donc essentiel, avant chaque impression, de faire chauffer :

• La buse (nozzle) - la température idéale se trouve entre 160 et 200 degrés Celsius

• Le lit (bed) - la température idéale se trouve entre 50 et 60 degrés Celsius

Les températures auront for probablement déjà été programmées dans l'imprimante. Il suffit seulement d'aller chercher la fonctionnalité Préchauffer" ("Preheat") entre chaque impression.

Imprimer

L'impression 3D à filament (la plus courante en Fablab et la plus abordable) consiste à déposer un filament de plastique fondu sur une plaque en couches très minces. L'empilement des couches, selon la forme de l'objet imprimé, créera l'impression. Il va s'en dire que l'impression 3D est très lente. Pour un tout petit objet on peut compter une dizaine de minute, alors que pour un objet de taille moyenne, on parle plutôt d'heures. Il s'agit d'un processus assez long. Le plastique sèche très rapidement et est prêt à être récupérer presque aussitôt que l'impression est terminée.

L'impression 3D est plutôt complexe à apprendre au début. Sa complexité n'a rien à voir avec l'impression 2D, alors si vous souhaitez animer une activité avec les imprimantes 3D, assurez-vous d'être vous même très à l'aise avec le processus complet : la modélisation, le logiciel slicer et l'imprimante en soi.

Procédé

1. Modèle 3D : il vous faut un modèle 3D à imprimer. Vous pouvez soit en trouver un en ligne de façon gratuite ou payante (Thingiverse, Turbosquid, ...) ou le créer vous-même à partir d'un logiciel gratuit comme Tinkercad (débutant) ou Blender (avancé). Le fichier doit être de format .stl.
2. Slicer : Un logiciel de coupe (slicer) permet de transformer le format .stl en format .gcode qui est le format que l'imprimante 3D comprend. Le logiciel slicer le plus populaire est Cura. Il s'agit d'un logiciel gratuit et libre (open-source), compatible avec toutes les imprimantes.

3. Imprimer : une fois le modèle 3D convertit en fichier .gcode, il faut envoyer l'envoyer à l'imprimante. Certaines imprimantes fonctionnent avec des cartes micro-SD, d'autres avec une clé USB, un fil USB ou même par wifi.

Soins

L'imprimante 3D doit être bien entretenue pour éviter les bris et pour étendre sa longévité. Deux actions de prévention peuvent facilement éviter des bris et mauvais fonctionnements :

1. Toujours retirer le filament de la buse et du tube d'impression avant de quitter le Fablab. Le filament est sensible au sec et pourrait donc casser à l'intérieur du tube ou se coincer dans la buse. Il est alors souvent difficile et réparer cette erreur qui aurait pu facilement être évitée.

2. Nettoyer la plaque d'impression (là où le filament se déposer) avant et après l'impression pour ne pas laisser de résidus. S'il y a des résidus sur la plaque, l'impression suivante pourrait être totalement déformée et le filament fondu pourrait être repoussé dans la buse, ce qui peut occasionner un bris.

Imprimantes et filaments

Étudiez bien les prix et la qualité des imprimantes qui vous intéressent. Gardez en tête qu'une imprimante dont le prix est bien en dessous de la moyenne risque d'être de basse qualité et de mal fonctionner ou de se briser facilement après l'achat. Voici quelques suggestions de fournisseurs d'imprimantes et de filaments :

Imprimantes : Ultimaker, Monoprice

Filaments : filaments3Dquebec, filaments.ca

Ressources supplémentaires

• Gitbook sur les imprimantes 3D tinkerine et sindoh 3DWOX1
• Dossier sur l'impression 3D Dossier sur l'imprimante Tinkerine Dossier sur l'imprimante Sindoh 3DWOX1
• Gitbook sur l'impression 3D (explications du processus, historique et activités) conçu par l'équipe du Technoculture club
• Petit Guide Impression 3D du Carrefour éducation