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L'impression 3D

Un petit retour sur notre expérience avec l'impression 3D, une technologie qui se démocratise et qui ouvre de nouvelles perspective tant pour l'ingénierie de pointe que pour la vie au quotidien.

L'impression 3D c'est quoi?

Bien que la technologie ne soit pas nouvelle, l'impression d'objets tridimensionnelle était encore une technique peu connue voir ignorée du grand public jusqu'il y a peu. L'impression 3D se différencie des outils de sculpture traditionnels bien connus que sont les CNC (généralement fraiseues assistées par ordinateur) par son principe d'ajout de matériel et non de soustraction de matériel.

La plupart des imprimantes 3D fonctionnent par l'ajout de matériel sous forme de couches successives comme dans un mille-feuilles, plus ou moins épaisses de quelques microns à plusieurs centimètres, constituées de toutes sortes de matériaux, du plastique au béton en passant par les métaux, la porcelaine, des aliments (imaginez votre pizza ou la pièce montée de votre mariage sortie d'une imprimante 3D!!) et bien d'autres.

Pour déposer ces couches et les faire tenir entre elles, il existe plusieurs techniques adaptées à chaque matériau et à chaque utilisation. Pour les métaux, le dépot de poudre avec fusion au laser, le liquide époxy avec solidification à la lumière pour des pièces très haute précision, le dépôt de matériau fondu par une buse chauffée (hot nozzle en anglais) qui est le plus répendu.

Les imprimantes 3D domestiques (destinées à un large publique) sont généralement équipées pour une impression avec des matériaux à fondre de types plastiques que l'on trouve sous forme de filament de 1.75 mm ou 3mm de diamètre. Plusieurs types de matériaux sont disponibles, tels que le PLA (dérivé de l'amidon de maïs ou de sucre de canne - biodégradable), l'ABS (dérivé du pétrole), le Nylon, le PET, etc. Le point commun entre ces différents matériaux est leur capacité à fondre entre ~ 180 °C et ~ 270 °C et se stabiliser à température ambiente.

 

Une imprimante 3D pour quoi faire?

L'imprimante 3D est utile dans la fabrication de pièces en petite quantité (par exemple la fabrication de prothèses en médecine), pour le développement, le prototypage (aéronautique, automobile, etc.), les réparation lorsque les pièces cassées n'existent plus, ou la création de pièces uniques (design industriel, architecture), etc.

Certaines pièces à la géométrie complexe ne peuvent pas être construites autrement que par une imprimante 3D.

Les bricoleurs "du dimanche" et inventeurs de tous bords comprendront facilement tout le potentiel qui se cache derrière ce nouvel outil. Un support de lampe cassé? une boîte sur mesure adaptée à un certain contenu, une nouvelle coque pour le smatphone? Faites chauffer le plastique et en quelques heures, vous tiendrez dans votre main l'objet tel que conçu dans votre imagination.

Pour les moins bricoleurs,  de grandes bibliothèques d'objets numériques en 3D gratuites existent sur internet et regorgent d'objets de tous les jours, de jouets pour les enfants, de luminaires, d'outils en tous genres prêts à être imprimés.

 

Par où commencer?

Choisir un imprimante

Le choix d'une imprimante 3D dépend de votre budget, de votre aptitude au bricolage et des exigences d'utilisation des pièces imprimées.

Les imprimantes les moins chères sont généralement livrèes en kit à monter soi-même. En général le prix de ces kits se situe aux environs de 500.- CHF, comptez 300.- CHF de plus pour la même imprimante déjà montée. Ces kits sont complets et comprennent tout le matériel mécanique et éléctronique pour le fonctionnement de l'imprimante. Attention si vous n'avez pas d'ordinateur pour le pilotage de l'imprimante, il faudra choisir une imprimante autonome avec la possibilité d'insérer une carte mémoire et un écran LCD. Sinon vous pourrez piloter votre imprimante directement par USB.

Bien que d'un prix abordable, ces imprimantes sont capables d'impressions très précises, en dessous de 0.1 mm par couche et peuvent utiliser des buses jusqu'à 0.25 mm.

Ce modèle d'imprimante nécessite néanmoins une assez longue phase de tests et d'essais pour la calibration et la compréhension générale du fonctionnement.

Enfin, les imprimantes en kit sont facilement customisable et vous pourrez aisément ajouter, modifier, améliorer les pièces selon vos besoins.

Si vous n'êtes pas bricloeur dans l'âme et que vôtre budget vous le permet, alors vous opterez plutôt pour une imprimante prête à fonctionner possédant de nombreuses facilités telles que l'auto-nivellement du plateau ou autres.

 

Notre expérience

Notre choix s'est porté sur une Prusa i3 maxi, une imprimante de type RepRap (dont les pièces complexes (autre que simple vis et tiges filetées) sont imprimées en 3D. Ce type d'imprimante permet une grande flexibilité dans la cusomisation et l'amélioration du système, par exemple pour l'ajout de ventilateurs supplémentaires pour refroidir la pièce en cours d'impression. Cette imprimante est livrée avec une platine Arduio Mega 2560 permettant de piloter l'imprimante et d'un Ramps 1.4, la platine où viennent se brancher tous les capteurs, moteurs et résistances de l'imprimante.