INTRODUCTION
Au cours de la dernière décennie, l'impression 3D a connu un essor fulgurant, passant d'une technologie de niche réservée aux industriels à une pratique accessible au grand public. Il fut un temps où une imprimante 3D d'entrée de gamme se négociait à plusieurs milliers d’euros, ce qui la rendait principalement accessible aux entreprises et aux institutions de recherche.
Dans cet article, je me propose de partager mon expérience dans le domaine de l’impression 3D, avec pour objectif principal de guider le néophyte désireux de commencer dans l’univers de l’impression 3D. Que vous soyez un passionné de boomerangs à la recherche d'une méthode de fabrication innovante ou un curieux désireux d'explorer les possibilités offertes par cette technologie, cet article vous fournira les bases nécessaires pour démarrer votre aventure dans le monde captivant de l'impression 3D.
L'IMPRESSION 3D EN RESUME
L’impression 3D est une technique de fabrication additive, elle consiste en l’ajout successif de couche de matière. Cette technique s’oppose par conséquent aux méthodes soustractive (sciage, perçage, etc.), c’est-à-dire la plupart des méthodes classiquement utilisées dans la fabrication des boomerangs. Il existe plusieurs procédés d’impression 3D mais je ne détaillerai que celui que j’utilise.
La méthode d’impression dont je me sers est la technique dite du dépôt de fil fondu (DFF) aussi appelé fused deposition modeling (FDM) ou encore fused filament fabrication (FFF). Cette méthode consiste à faire fondre un matériau et à l’extruder au travers d’une buse, le matériau ainsi extrudé va se déposer sur un plateau où il va se solidifier. Au cours de l’extrusion du matériau le mouvement conjoint de la buse et du plateau permet au matériau d’adopter la géométrie voulue. J’ai choisi une imprimante utilisant la méthode DFF pour la simplicité de mise en œuvre, la relative innocuité* et le prix de l’imprimante et des consommables.
*Attention, je tiens tout de même à préciser que les gaz produits lors de la fusion de certains polymères ne sont pas inoffensifs. C’est pourquoi je recommande le plus grand respect des consignes d’utilisation de l’imprimante et des matériaux imprimés, en général un espace ventilé et l’utilisation de masque de protection respiratoire avec filtre à gaz/vapeur pour les expositions prolongées est vivement recommandée.
LE MATERIEL
Pour bien démarrer en impression 3D il est nécessaire d’avoir le minimum listé ci-dessous :
- Une imprimante 3D
- Du plastique
- Un ordinateur
- Un logiciel de découpage en tranches plus couramment appelé slicer
Pour celles et ceux qui désirent aller plus loin dans la conception/création 3D, il est nécessaire d’avoir un logiciel de conception assisté par ordinateur (CAO).
l’Imprimante 3D
En 2020, j’ai opté pour une imprimante Ender 3 de Creality, un modèle dont le coût était alors inférieur à 200 euros et dont les critiques étaient très positives pour une imprimante dans cette gamme de prix.
L'IMPRIMANTE
En 2020, j’ai opté pour une imprimante Ender 3 de Creality, un modèle dont le coût était alors inférieur à 200 euros et dont les critiques étaient très positives pour une imprimante dans cette gamme de prix.
Les plus :
- Le montage de l’imprimante est simple et bien documenté.
- La prise en main est aisée.
- La simplicité de la mise en œuvre.
Les moins :
- Les odeurs dégagées par le plastique en fusion.
- Le bruit généré par l’imprimante.
- La calibration manuelle du plateau d’impression.
Lorsque j'ai décidé d'acquérir cette imprimante, ma priorité était de disposer d'un outil simple et polyvalent me permettant de me lancer dans l'impression 3D, et jusqu'à présent, elle a parfaitement rempli cette fonction. De plus, elle offre la possibilité d'imprimer des boomerangs, ce qui est avantage supplémentaire. Cependant, la taille des boomerangs imprimable en une pièce est limitée par les dimensions du plateau d’impression, soit 22 cm de diamètre. Néanmoins, il est toujours possible d'imprimer des boomerangs en plusieurs parties et de les assembler par collage par la suite.
Exemples de boomerangs imprimés ou imprimables avec l’imprimante Ender 3. Tous les boomerangs ont taux de remplissage de 100% et tous volent parfaitement, excepté le MTA jaune, trop souple. Le boomerang rouge a été réalisé par Collin de Graad alias ScottW, il s’agit d’un boomerang lumineux judicieusement désigné pour incorporer des LEDs et toute l’électronique embarquée nécessaire.
LA MATIERE PREMIERE
Le plastique
C’est fantastique !
(note de la rédaction : le caoutchouc super doux)
Un petit échantillon de bobines d’acide polylactique (PLA). Il y a l’embarras du choix concernant les matériaux, les fabricants et les couleurs. Le prix médian d’une bobine d’un kilogramme de PLA de 1,75 mm de diamètre est de 25 euros.
L’imprimante Ender 3 permet théoriquement la possibilité d’imprimer les matériaux suivants, l'acrylonitrile butadiène styrène (ABS), l’acide polylactique (PLA) et le polyuréthane (TPU). Toutefois, jusqu'à présent, je n'ai expérimenté qu'avec le PLA. Ma décision de privilégier le PLA repose sur ma volonté de choisir un matériau d'impression aussi sûr que possible. En effet, le PLA est reconnu comme étant le plastique rigide le plus sûr, tandis que le TPU est un élastomère et que l'ABS est considéré comme potentiellement dangereux pour la santé dans les conditions d'impression. En résumé, la sécurité de ma famille étant ma priorité, j'ai opté pour le PLA afin que mon nouveau passe-temps ne présente aucun risque pour leur santé.
L’ordinateur
L'ordinateur joue un rôle central dans le processus d'impression 3D, permettant le fonctionnement des logiciels et la manipulation des fichiers nécessaires. Cependant, il n'est pas utile de posséder une configuration informatique haut de gamme.
Pour ma part, j'utilise un ordinateur relativement modeste, doté d'un processeur AMD à quatre cœurs cadencés à 2 GHz, d'une carte graphique Radeon R4 intégrée et de 8 Go de RAM, sous Windows 10 en version 64 bits. Auparavant, j'utilisais un ordinateur encore plus ancien, équipé d'un processeur à un seul cœur et fonctionnant sous Linux, et tous les logiciels fonctionnaient à merveille.
Le slicer
Le slicer est le logiciel incontournable en impression 3D, il est nécessaire à la conversion des modèles 3D en instructions interprétables par l'imprimante. Il permet notamment la gestion des paramètres d'impression tels que la vitesse d'impression, la température de la buse et le remplissage de l’objet imprimé.
Personnellement, j’utilise exclusivement Cura. C’est un logiciel convivial qui offre plusieurs niveaux d’utilisation, ils permettent de prendre en main le logiciel rapidement tout en offrant la possibilité d'explorer en profondeur les réglages avancés ultérieurement.
CONCLUSION
Ainsi s’achève ce premier article où nous avons exploré les fondamentaux de l'impression 3D, depuis ses principes de base jusqu'aux choix pratiques en matière de matériel et de logiciels. J'espère que cet article vous a fourni les bases nécessaires pour entamer votre aventure dans le monde passionnant de l'impression 3D, que ce soit pour fabriquer vos boomerangs ou pour explorer d’autres horizons créatifs. Une chose est certaine, avec les bonnes connaissances et les bons outils, les possibilités sont infinies. Que vos créations soient nombreuses et vos expériences enrichissantes !
Liens utiles
L’imprimante Ender 3: https://www.creality.com/fr/products/ender-3-3d-printer?spm=..page_2437713.products_display_1.1&spm_prev=..index.header_1.1
Le logiciel Cura: https://ultimaker.com/fr/software/ultimaker-cura/
La toxicité de l’ABS en impression 3D : https://clevercreations.org/is-abs-toxic-safe-material-print-fumes
Comparaison des propriétés mécaniques et physiques de différents plastiques en impression 3D : https://www.youtube.com/watch?v=ycGDR752fT0
Sites web dédiés au partage de fichiers d'impression 3D :
Les fichiers 3D de boomerangs de ScottW : https://ww2.scottw.nl/index.php/3d-models/
