mardi 13 juin 2017

L'impression 3D (Partie 2)


Nous avons vu dans la partie 1, le montage et l'installation d'un imprimante 3D Dagoma DiscoEasy 200. Passons maintenant à l'impression proprement dite et à la conception d'objets personnels.

Principe
Le principe d'impression avec cette imprimante est très simple. Il suffit de copier un fichier spécifique sur une carte SD et de l'insérer dans la machine pour que l'impression se réalise. Le programme permettant de créer des fichiers compatibles avec la DiscoEasy est téléchargeable sur le site Dagoma. Il s'agit d'une version simplifié du logiciel Cura employé de façon universelle dans le monde de l'impression 3D.
Cura est  un "slicer", c'est à dire qu'il transforme le fichier 3D en fines couches superposées pour pouvoir être imprimées par votre machine.
Cura by Dagoma vous permet peu de choses, mais il le fait bien. Vous aurez ainsi la possibilité de charger un fichier 3D, de le redimensionner, de faire des clones de cet objet et de décider s'il faut qu'il soit imprimé tel quel ou avec des aides pour une impression correcte.

Les fichiers STL et Cura
Le format de fichier STL est un format utilisé dans les logiciels de stéréolithographie. Ce format a été développé par la société 3D Systems. Ce format de fichier est utilisé par de nombreuses autres sociétés. Il est largement utilisé pour faire du prototypage rapide et de la fabrication assistée par ordinateur. Le format de fichier STL ne décrit que la géométrie de surface d'un objet en 3 dimensions. Ce format ne comporte notamment pas d'informations concernant la couleur, la texture ou les autres paramètres habituels d'un modèle de conception assistée par ordinateur.


Pour fonctionner, Cura by Dagoma a besoin d'un fichier de ce type. Vous n'avez qu'à cliquer sur l’icône de gauche pour choisir le fichier voulu, il s'affiche alors dans la fenêtre principale, et après interprétation, vous indique la durée que prendra l'impression, le métrage et le poids de filament nécessaires, ainsi que le cout de revient en matériau.


Le menu simplissime vous propose cependant toutes les options indispensables pour imprimer votre objet.

Le choix du filament. Ici vous sont proposés ceux vendus et produits par Dagoma, la température spécifique s'affiche automatiquement, mais il est possible de la paramétrer si vous optez pour un filament non présent dans la liste. Il faut savoir que chaque marque de filament possède une plage de fusion spécifique, ces valeurs sont en général indiquées sur la boite du filament ou directement sur la bobine. La température de 205° conviendra à la plus part des impressions, elle sera différents pour des filament spécifiques (bois, pierre, flexible, etc...)

Le type de remplissage. Une impression 3D consiste à créer un maillage plus ou moins dense à l'intérieur de votre pièce, plus il sera dense, plus la pièce sera solide et plus vous consommerez de filament.

L'épaisseur de couche. Ce choix définit la précision des détails de votre objet. Plus faible est l'épaisseur, meilleure sera la qualité, et plus long sera le temps. En fonction de l’utilisation de l'objet, vous choisirez le meilleur compromis entre définition et temps de réalisation.

Version de la tête. Les nouvelles imprimantes Dagoma sont désormais livrées avec la nouvelle tête V3 pré-montée dans la boite du kit.

Supports pour impression. Il est important de comprendre le rôle des supports dans une impression. Le principe de l'impression 3D étant la superposition de couches superposées, il est évident qu'une couche ne pourra être déposée correctement que s'il n'y a pas du vide sous elle.
Par exemple, une arche, si elle est relativement large, ne pourra pas s'imprimer sans l'utilisation de supports.

Reprenons l'objet de la première image de cet article. C'est un support un peu spécial que je n'ai pas pu retrouver sur internet, je l'ai donc redessiné de façon optimisée pour une impression 3D. Ce support est destiné à être fixé sur un mur, permet de coincer un tube latéralement, de fixer un accessoire sur glissières et la partie supérieure permet d'enficher un autre tube.


Le support original (en crème sur la photo) est un moulage plastique. Le support imprimé va permettre les mêmes utilisations mais en évitant autant que possible les parties sur vide. L'original est constitué d'un cercle principal fixé au milieu d'une plaque à visser sur un mur. La copie 3D reprend les mêmes éléments, mais le cercle a été positionné en bas de la plaque murale pour éviter au maximum les zones vides.
La seule partie nécessitant des supports sera celle située sous le cercle central arborant une croix à 2 hauteurs. En effet le dessous de la pièce retrouve la grande croix et qui va être entourée de supports pour permettre l'impression.

Supports sous la partie inférieure
Les supports sont en fait constitués d'un maillage peu solide qu'il est facilement possible de retirer avec un ébavureur. La plus grosse partie se retire aisément, il ne reste plus qu'à faire le tour des éléments avec l'ébavureur pour nettoyer complètement la pièce.


Je pense que vous avez compris l’intérêt des supports, qui s'ils permettent une réalisation correcte de votre pièce, ont 2 désavantages. Le premier, c'est qu'ils vont utiliser de la matière et donc entrainer une impression de plus longue durée. Le deuxième, c'est que la zone en contact avec les supports ne sera pas lisse, et nécessitera un ponçage éventuel.
C'est tout le challenge avec l'impression 3D, de concevoir une pièce ayant le moins de supports possibles, en modifiant l’orientation de la pièce sur le plateau de conception et en les placçant sur des zones moins visibles de l'objet. La conception d'une impression 3D demande donc de la réflexion, et c'est ce qui fait tout l’intérêt cette technique.
Pour muscler votre cerveau, le Sudoku ou les mots croisé sont un bon exercice, mais l'impression 3D, c'est pas mal non plus !

Cura by Dagoma vous permet donc, en sélectionnant un objet, d'avoir un menu d’icônes en bas à gauche de la fenêtre. Vous aurez libre choix pour tous les mouvements de rotation, mais aussi la possibilité d'un redimensionnement ou d'une symétrie. 
Un clic droit sur l'objet affiche un menu permettant d'imprimer plusieurs clones de la même pièce, ou de séparer en plusieurs objets la forme téléchargée.


Amélioration de la surface d'adhésion. La dernière option du menu général va vous permettre d'éviter ce que l'on appelle le warping, à savoir le décollement de la pièce du plateau ou des ondulations.
La surface d'impression est constituée d'un plateau métallique sur lequel il est impossible d'imprimer directement. Les couches de PLA ne pourront pas "accrocher" dessus. Il est nécessaire de le recouvrir avec du ruban pour permettre l'accroche. Le ruban 3M BlueTape 2090 Pro est à coller sur votre plateau d’impression, afin de permettre l’adhésion du PLA lors de l’impression. Ce sont de simples bandes apposées parallèlement dessus pour le recouvrir, lorsqu'elles sont abimées, elles se retirent facilement.


Pour avoir un bon rendu, il est impératif que votre surface d'impression soit propre et lisse, on peut aussi utiliser des buildtak qui se collent directement sur le plateau et supportent plusieurs mois d'impression intense car beaucoup plus résistants. Il est aussi possible avec le scotch 3M, de mettre de la colle en bâtonnet dessus pour assurer une bonne prise de la première couche d'impression.

Exemple de warping avec décollement
Pour éviter cet effet de warping, je vais prendre pour exemple, un objet que vous pourrez trouver sur internet, et qui imprime en une seule fois un poisson constitué d'arêtes qui sont toutes articulées entre elles. Ceci vous montre en plus les possibilités d'impression de charnières et d'axes dans la réalisation de vos objets.

Amélioration de la surface d'adhésion cochée
Voici ce que donne l'impression finie de ce poisson lorsque "Amélioration de la surface d'adhésion" a été cochée. En effet, lors de l'impression, toutes les arêtes étant indépendantes, il y a un risque de déplacement ou de mauvaise accroche sur le plateau. Cette option imprime une fine surface (radeau pour les anglo-saxons) garantissant la planéité de l'objet et sa bonne tenue. Pour la finition, l'ébavureur et le scalpel seront bien sur d'une grande utilité.
Voici ce que donne le poisson une fois nettoyé, si vous le prenez pas la queue, vous pouvez le faire gigoter dans tous les sens. Une création avec 8 charnières incluses et imprimée en une seule fois !


Les pinces partent du même principe et mettent en valeur la possibilité de mémoire de forme des objets imprimés. Toutes ces possibilités ouvrent pas mal d'horizons !

Obtenir de fichiers STL
Dans un premier temps, il est beaucoup plus aisé de télécharger des fichiers déjà conçus par d'autres utilisateurs et de les imprimer. De très nombreux sites vous permettent de rechercher l'objet voulu ou de faire des découvertes parfois très étonnantes. Parmi les sites les plus connus on peut mentionner Thingiverse, YeggiSTL Finder, Cults, pour n'en citer que quelques un. Un site récent et assez sympa est Happy3D qui vous permet de trouver des accessoires pour les appareils électro-ménager, comme des boutons de cuisinière, des supports lave-vaisselle, etc... Ce site est géré par les magasins Boulanger et m'a dépanné pour 2 de mes associés à mon travail.
Méfiez vous cependant lorsque vous téléchargez un objet, vérifiez le avant de lancer l'impression. Voici par exemple le résultat d'une impression dont l'objet n'a pas été bien examiné avant de lancer la machine.



En fait cette impression est constituée de 2 objets, l'un d'eux n'étant pas mis à plat sur le plan, a entrainé une erreur lors de l'impression. Il a suffit de scinder l'objet global et de mettre tout à plat sous Cura pour que tout s'arrange.

Création de fichiers STL
Vous n'avez pas trouvé l'objet nécessaire pour effectuer votre bricolage, ou vous souhaitez vous lancer dans la création d'objets 3D, il va falloir maitriser les programmes de conception.
Nous avons vu qu'avec l'impression 3D, il est possible de concevoir des objets statiques, articulés, ayant des parties type ressort, en matière rigide, semi-rigide ou flexible. Maintenant il faut faire travailler vos neurones, le choix est très vaste !

Une autre possibilité intéressante est la création de lithophanie, principe qui consiste à imprimer une photo sur du PLA pour en avoir un rendu 3D lorsque vous mettez une source lumineuse derrière. Vous pourrez aussi trouver un petit tutorial réalisé par Dagoma expliquant le principe. Encore une nouvelle utilisation pour votre imprimante 3D, décidément, on va pouvoir en faire des trucs !

Pour créer des objets en 3D, il faut s'y connaitre un minimum. Il existe des logiciels de création 3D comme Blender, Sketchup, FreeCAD, mais ces programmes nécessitent de bonnes connaissances dans le dessin type industriel.

Si vous souhaitez créer des objets relativement simples, un logiciel intéressant est Thincercad, qui vous permet de faire des créations directement par internet. Les ordinateurs qui vont traiter les données sont hébergés et permettent un retour d'information incroyablement rapide.
Il vous suffit d'ouvrir un compte gratuit pour pouvoir commencer à dessiner tout de suite. Pour concevoir votre objet, un panneau de formes simples vous permet, en les associant, d'arriver à vos fins. Il est aussi possible de télécharger un fichier STL pour l'ajouter à votre création, je l'ai fait ici pour le support de tuyau qui est difficile à dessiner.


Les formes simples peuvent être dimensionnées et tournées dans tous les sens. Il est possible de les déclarer en forme pleine ou percée, l'association de toutes ces formes vous permettra de faire pratiquement tout ce que vous voulez. La sauvegarde peut se faire au format STL, que vous pourrez alors utiliser avec Cura by Dagoma.

Bien sur, vous n'aurez pas toutes les possibilités, de déformation en particulier, qu'autorise un logiciel plus spécialisé, mais la rapidité du résultat est intéressante. 
Méfiez vous également, après avoir téléversé votre fichier, de la fonction de redimensionnement permise par Cura, certains objets (ceux qui ont des pièces mobiles internes en particulier), doivent impérativement être imprimés à l'échelle 1 pour être utilisables. Par exemple cette clef à molette imprimée à l'échelle 0.75 ne fonctionne pas, alors qu'à l'échelle 1 il n'y a pas de problème. Le tube labyrinthe imprimé ici à l'échelle 1 est remarquablement bien conçu, et ne supporte pas non plus de changement d'échelle.


Conclusion
Voilà, toutes les cartes sont entre vos mains, la création 3D est un domaine assez vaste, et une petite imprimante comme la Dagoma DiscoEasy 200 pourra vous permettre un large choix dans ses possibilités de création. Et vous voyez maintenant que l'impression 3D ce n'est pas si compliqué que cela.

Je vous rappelle que Dagoma propose un système de parrainage lors d'achat d'une de leurs imprimantes. Le parrain et le filleul reçoivent tous les 2, une bobine de filament gratuitement. Lors de la commande il suffit juste d'indiquer dans la case parrainage, l'adresse mail de votre parrain, vous pouvez utiliser la mienne (hjj@free.fr) pour profiter de l'offre, ça me permettra d'avoir de la matière pour d'autres articles 😜.

Quelques objets de test (qualité rapide ou standard)
Après ce rapide survol de l'installation, des réglages et de l'impression en 3D, si vous le souhaitez, je peux faire un autre article détaillant les fonctions de l'écran de la DiscoEasy avec certaines fonctions cachées et vous parler de quelques modifications intéressantes.
A vous de jouer maintenant, et que la force soit avec vous 💥

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