Petit guide de l’impression 3D pour débutant

Les imprimantes 3D entrent dans nos établissements et nos domiciles depuis quelques années déjà. Cela nous permet par exemple de présenter aux élèves des fossiles, sortis de terre il y a quelques semaines à peine, des organes, des molécules, des profils crustaux, fabriquer des cuves/supports à électrolyse…

Si vous avez pour projet de vous offrir une imprimante 3D ou bien d’en commander une pour votre établissement, vous devez absolument savoir quelques petites choses pour ne pas en être déçu… Tout d’abord, il ne suffit pas de brancher l’appareil, et de lui transférer un fichier 3D trouvé sur internet pour que cela fonctionne. La réussite de vos impressions dépend de votre préparation, et il y a plusieurs étapes à ne pas rater. Notez que le derniers peuvent même imprimer des matériaux souples, ce qui nous permettrait d’aller plus loin dans la modélisation “d’objets organiques” par exemple. 

Image appartenant à sciences et avenir : https://www.sciencesetavenir.fr/sante/coeur-et-cardio/un-coeur-en-silicone-imprime-en-3d_114821 

I Trouver un fichier 3D à imprimer ou concevoir son objet

Si vous souhaitez imprimer des objets tout faits (molécules, organes,etc…), vous pouvez arpenter le net et utiliser l’une des nombreuses bases de données (gratuites ou payantes) qui s’y trouve :

Vous obtiendrez alors un fichier dans le format « .stl », d’un poids assez modéré le plus souvent, pouvant donc se mettre facilement sur un support de stockage ou être envoyé par mail.

Si vous avez besoin de concevoir vous même votre objet, il va falloir vous tourner vers des logiciels de design, pas toujours évidents à prendre en main mais offrant parfois des possibilités étonnantes.

  • FreeCad : gratuit
  • Fusion 360 : gratuit avec une licence enseignant. Très performant pour les pièces techniques ou objets avec des filetages industriels.
  • Blender : un incontournable.
  • ZBrush : payant (et pas bon marché) mais très intéressant pour créer toutes les formes libres complexes, notamment celles que l’on retrouve dans le vivant.

Là encore, une fois votre travail terminé, vous en tirerez un fichier « .stl ». Concernant son poids, cela va dépendre du nombre de triangles de surface que vous avez créés sur votre objet. Au plus la surface de ce dernier sera irrégulière, au plus le nombre de triangles sera important.

II Préparer son impression

Comme dit précédemment, vous ne pourrez pas injecter le fichier .stl dans votre imprimante car ce langage n’est pas du tout compris par ces appareils. Il leur faut un fichier en « .gcode » et le seul moyen d’y parvenir, est d’utiliser un logiciel qui appartient à la catégorie des « slicer », car il permet de visualiser la future impression en découpant votre objet en tranches matérialisant chacune le travail de la buse d’impression.

C’est également ce logiciel qui vous permettra de visualiser le temps nécessaire à la fabrication de votre objet (mais cela est rarement fiable…).

Quelques slicers :

  • Cura : gratuit
  • Simplifier 3D : payant, mais on peut bénéficier d’une réduction enseignante.
  • Repetier : bonne réputation, mais non testé car pas compatible avec toutes les imprimantes.

A/ Paramétrage d’un slicer

Dans ces logiciels, il est question d’établir « un profil » pour chaque type de matériaux que vous allez utiliser, ou bien pour chaque qualité d’impression que vous souhaitez.

Le profil comprend :

  • Le modèles de votre imprimante pour pouvoir positionner l’objet sur le plateau
  • Le type de matériaux
  • La température d’impression et la température du plateau d’impression
  • La puissance du refroidissement en cours d’impression
  • L’épaisseur des couches
  • Les vitesses de déplacements de la buse
  • Et encore beaucoup d’autres paramètres dont les moindres subtilités peuvent influencer la réussite de vos impressions.

C’est la partie qu’il faut peaufiner car elle est responsable de nombreux échecs. Pour parfaire vos profils, il faut bien sûr tenir compte des recommandations notées sur les bobines de matériaux.

Notez que les profils des slicers peuvent s’échanger, se trouver sur le net donc vous pouvez ne pas partir de zéro quand vous prenez ce logiciel en main. De plus, il existe des configurations de base liées au modèle de votre imprimante et au matériaux que vous utilisez, qui peuvent déjà vous permettre de sortir des pièces sans trop de dégâts.

B/ Choix du support pour l’impression

Cette partie va grandement dépendre de la configuration de votre logement ou de votre lieu de travail… En effet, étant donné qu’une imprimante est assez encombrante, sa place vous permettra ou pas d’y connecter un ordinateur.

La plupart des utilisateurs ne le font pas en fait, et se contentent de copier le fichier .gcode sur une microSD puis de l’insérer dans l’imprimante. Comme dit précédemment, s’il est bien fait, tous les paramètres de votre objet s’y trouvent et le travail peut se faire sans problème.

D’autres vont préférer avoir un ordinateur branché en permanence sur l’imprimante afin d’ajuster en direct certains paramètres (comme la température) s’ils constatent que c’est nécessaire pour améliorer ou ne pas échouer une impression. Pratique, mais il faut savoir qu’il vous sera peut-être difficile de continuer votre travail sur ordinateur en parallèle car de nombreuses imprimantes 3D sont assez bruyantes, et il y en a souvent pour plusieurs heures…

Il existe un bon compromis : l’utilisation d’un Raspberry Pi, configuré comme un serveur, avec une caméra pour surveiller votre impression à distance. La suite qui permet cela se nomme « Octoprint ». Avec un peu de bricolage et de matériel, vous pourrez même déclencher votre imprimante à distance et lancer l’impression pour avoir le plaisir de retrouver votre objet à votre retour.

ATTENTION toutefois aux incendies… Raison pour laquelle, si vous laissez l’imprimante tourner en votre absence, je vous recommande quelques précautions…Vous trouverez sur le net, des “Fireball” : petit ballon qui explose en cas de flammes et qui dégage un produit ignifugeant. 

Pour conclure, voilà quelques liens de chaînes Youtube très riches en informations sur l’impression 3D. Vous y trouverez également des renseignements qui vous aideront à faire votre choix, selon votre bourse ou vos projets. N’oubliez pas que les réseaux sociaux regorgent de groupes, chacun spécialisé dans un modèle. Ces groupes sont très réactifs et composés de personnes qui apprennent, tout comme nous…

Chaîne d’Heliox : https://www.youtube.com/channel/UCPFChjpOgkUqckj3378jt5w

Chaîne de Tommy Desrochers : https://www.youtube.com/channel/UC9_nxvBohH1G2yR77XTdA2g

Quelques conseils d’achats, même si des nouveaux modèles sortent tous les mois :

  • Creality CR10 : la plus fréquemment vendue pour les formats d’impression 300x300x400 mm avec châssis aluminium. Bénéficiant  d’une très grosse communauté, vous ne manquerez pas de conseils pour l’améliorer. (+ de 500€)
  • AlfaWise U20 : mon propre modèle. Copie meilleur marché de la CR10. très polyvalente, et pouvant monter en température très rapidement. Attention, il faudra isoler le plateau si vous souhaitez imprimer de l’ABS… (Environ 250€)
  • La Creality Ender 3: plus compacte, 220 x 220 x 250 mm, même le boitier de contrôle est intégré au châssis, mais elle est livrée entièrement démontée. Il faudra donc bien suivre les recommandations pour obtenir des impressions de qualité. Très bon modèle néanmoins. (Moins de 200€)

Imprimante 3D et modèles moléculaires

Les imprimantes 3D permettent de réaliser des modèles en matière plastique. Il est relativement facile de réaliser un modèle moléculaire dans cette matière à partir d’un fichier PDB.

Ce document relate une expérimentation d’impression 3D de modèles moléculaires. Il a été rédigé en 2013, depuis de nouvelles possibilités sont apparues dans ce domaine, notamment avec le logiciel Libmol, écrit par Paul Pillot, et qui permet d’exporter très simplement des modèles (plus précisément des surfaces), en quelques clics, au format STL.

Lien vers le document au format pdf : bilan_impression_3d_molecules

Auteur : Philippe COSENTINO