INITIATION IMPRESSION 3D Découverte et premier pas de l’impression 3D
OBJECTIF & DÉROULEMENT ●
SON HISTOIRE ET SES PRINCIPES
De sa naissance à sa démocratisation. Le projet RepRap. Son fonctionnement? Ses matériaux? Qu’est-il possible de fabriquer?
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LES 3 ÉTAPES DE L’IMPRESSION 3D
1 > Télécharger ou modéliser 2 > Slicer 3 > Imprimer
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CONTINUER ET ESSAYER
Ressources Documentation Questionnement
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FIN DE L’INITIATION
Bilan et retours d’impression
SON HISTOIRE ET SES PRINCIPES De sa naissance à sa démocratisation. Le projet RepRap Son fonctionnement? Ses matériaux? Qu’est-il possible de fabriquer?
De la naissance à la démocratisation. C’est dans le dernier quart du xxe siècle que certaines industries l'ont développée et utilisée (pour le prototypage surtout). Le 16 juillet 1984, le 1er brevet sur la « fabrication additive » est déposé, par trois Français : Jean-Claude André, Olivier de Witte, et Alain le Méhauté, pour l’entreprise CILAS ALCATEL. Deux semaines plus tard, l’américain Chuck Hull brevète la technique de stéréolithographie. Ce brevet est à l'origine du nom de l’extension du fichier d’impression.stl (stéréolithographie). L’impression 3D ou plutôt la fabrication additive existe donc depuis plus de 30 ans dans l’industrie. Depuis une dizaine d’année, elle arrive au grand public particulièrement avec la technologie FDM. Deux leviers ont donc permis sa démocratisation : ● ●
le brevet tombé dans le domaine public depuis une dizaine d’année le projet RepRap
Le projet RepRap. L'année 2006 voit la naissance projet RepRap, premier projet open source d’imprimante 3D, par le Dr Adrian Browyer, alors professeur en génie mécanique à l’Université de Bath. Adrian et ses étudiants se lancent le défi de réaliser une imprimante 3D, avec pour but qu’elle s’auto-réplique elle même! Après plusieurs essais, la première Imprimante RepRap 1.0, “la Darwin” naît en 2008 et dépourvu de brevet elle ouvre la voie du libre et de la culture “maker”. Le procé dé qu’utilise cette imprimante est le FDM (Fused Deposition Modeling), inventé par Steven Scott Crump.
RepRap version 1.0 (Darwin)
Pour la petite histoire il eu l’idée en jouant avec sa fille, avec un pistolet à colle il s’est dit qu’il pourrait empiler plusieurs couches pour lui fabriquer une petite maison en jouet. Il dé veloppera alors le procé dé FDM pour sa société Stratasys, et le brevet restera sous leur protection jusqu’en 2008.
Son fonctionnement? Le procédé FDM (à dépôt de filament) est le plus répandu dans les Fablabs, ce principe de fabrication additive est donc une addition de matière, ou généralement les objets en 3D étaient avant fabriqués par soustraction de matière. Son fonctionnement consiste à déposer un filament de plastique chaud sur un plateau pour former une première couche avec les axes XY, puis ainsi de suite additionner d’autres couches sur l’axe Z pour obtenir une forme 3D. Ce plastique se présente sous forme de bobine, les deux fréquemment utilisés sont le PLA et l’ABS. Le fil de diamètre 1.75mm ou 2.85mm est alors extrudé à l’extrémité de la buse chauffante à plus de 200° en un filament de diamètre 0.4mm (format le plus courant). Ce dernier est déposé par couche pleine avec une succession de lignes parallèles ou avec un pourcentage de remplissage défini pour réaliser une structure interne.
Ses matériaux? Le PLA et l’ABS sont les filaments les plus utilisés en FDM. Le PLA est un polymère biodégradable d'origine végétale :
PLA
Ses avantages : + facile d’impression / - nocif à l’extrusion Ses inconvé nients : - ré sistant à la chaleur / + sensible à la casse Température d’impression au alentour de 200°. L’ABS est un polymère thermoplastique d'origine pétrolière :
ABS
Ses avantages : + résistant à la chaleur / - sensible à la casse Ses inconvé nients : - facile d’impression / + nocif à l’extrusion Température d’impression au alentour de 230°.
À noter que d’autres matières sont possibles avec d’autres méthodes de fabrication additive.
Qu’est-il possible de fabriquer?
LES 3 ÉTAPES DE L’IMPRESSION 3D 1 > Télécharger ou modéliser 2 > Slicer 3 > Imprimer
1 > Télécharger ou modéliser TÉLÉCHARGER
MODÉLISER
Plateformes en ligne de partage de fichiers Récupérer un fichier 3D en .STL
Logiciels de conception 3D (CAO) Concevoir un modèle 3D en .STL
Sites : Thingiverse, Cults, My Mini Factory, Instructables, Wikifab
Applications : Fusion 360, ThinkerCAD, OpenSCAD, Blender, SketchUp
2 > Slicer (Trancher) CURA Cura logiciel gratuit de FAO. C’est un “slicer” comme son nom l’indique il vas nous servir à trancher notre pièce et ainsi la configurer pour l’impression : -
hauteur des couches épaisseur de la coque remplissage de la pièce matériau utilisé vitesse d’impression type de supports adhérence au plateau Ces paramètres sont compilés en un CODE compréhensible pour la machine, le GCODE. Ce fichier est alors copié sur une carte SD.
3 > Imprimer 1 > CALIBRATION DU PLATEAU Pour avoir une première couche parfaitement plane et homogène, il est important de vérifier que notre plateau est bien calibré. Sélectionnez MAINTENANCE > BUILD-PLATE et suivez les instructions à l’écran. Le but étant de régler le plateau en 3 points, afin d’avoir une épaisseur de papier entre celui-ci et la buse.
2 > CHANGER DE FILAMENT Pour insérer votre filament, il vous faudra soit le charger ou soit décharger le fil précédemment inséré pour ensuite charger le vôtre. Sélectionnez MATERIAL > CHANGE et suivez les instructions à l’ écran. La buse va monter à température pour que l’extrudeur décharge le fil et la machine va vous demander de charger le vôtre.
3 > LANCER L’IMPRESSION Maintenant que votre modèle 3D est compilé en GCODE, puis copié sur la carte SD, insérez celle-ci dans l’emplacement prévu. Sélectionnez PRINT > SD CARD > SELECT GCODE et suivez les instructions à l’écran. La buse et le plateau vont monter en température et l’imprimante va lancer votre impression.
Récapitulatif TÉLÉCHARGER / MODÉLISER
ORDINATEUR
SLICER
IMPRIMER
MACHINE
CONTINUER ET ESSAYER Ressources Documentation Questionnement
Ressources Plateformes en ligne de partage de fichiers :
Logiciels de conception 3D (CAO) :
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Thingiverse : thingiverse.com
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ThinkerCAD : tinkercad.com
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Youmagine : youmagine.com
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Fusion 360 : autodesk.com/fusion-360
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Cults : cults3d.com
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OpenSCAD : openscad.org
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My Mini Factory : myminifactory.com
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FreeCAD : freecadweb.org
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Instructables : instructables.com
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Blender : blender.org
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Wikifab : wikifab.org
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SketchUp : sketchup.com
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Sketchfab : sketchfab.com
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Meshmixer : meshmixer.com
Documentation Mooc et tutoriels :
Livres :
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FUN MOOC imprimer en 3D : >
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IMPRESSION 3D PAS À PAS : >
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OPENCLASSROOMS atelier impression 3D : >
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L’IMPRESSION 3D POUR LES NULS : >
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LE LABO D’HELIOX : >
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THE 3D PRINTING HANDBOOK : >
Des questions ?
FIN DE L’INITIATION Bilan et retours d’impression
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Antoine Taillandier - 21/12/2018
Michele De Trucco - 21/12/2018
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