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C’est l’une des stars des fablabs et des espaces de création numérique. Elle jouit en effet d’une grande popularité due à sa médiatisation et au caractère “magique” de son fonctionnement. Un atelier d’impression 3D à toutes les chances de remporter un franc succès quel que soit le public visé.

Historique

Les ancêtres des imprimantes 3D sont nées dans les années 80 et portaient le nom de machines de fabrication additive. Lorsque les brevets de ces premières machines sont tombés dans le domaine public, des makers ont commencé à fabriquer leur propres machines. C’est ainsi qu’est né le mouvement RepRap au milieu des années 2000. Ce mouvement initié par des chercheurs de l’université de Bath consiste à construire des imprimantes 3D à base de pièces elles-même imprimées en 3D (autoréplication) ! Les plans, fichiers et programmes nécessaire à l’auto-construction des ces machines sont open-source et disponible sur internet. Chaque maker est libre de contribuer au projet et de publier ses améliorations. Une fois sa propre imprimante 3D assemblée, le contributeurs doit en principe aider au moins deux autres makers en imprimant les pièces nécessaires à la création de deux nouvelles machines. C’est ainsi, que RepRap après RepRap, contribution après contribution, les imprimantes 3D sont devenues bon marché et très performantes.

Fonctionnement

Pas d’impression 3D sans fichier 3D ! Tout commence donc par la modélisation. Cette étape peut s’avérer plus ou moins technique en fonction des logiciels utilisés et de la complexité du projet. Pour débuter, Doodle3D, Tinkercad et Sketchup devraient répondre à tous les besoins. Il est possible de sauter cette étape en téléchargeant directement un fichier 3d à imprimer. Des banques de données extrêmement riches telles que Thingiverse ou Cults sauront satisfaire bon nombre de besoins. Attention à bien respecter les conditions d’utilisation et licence des fichiers téléchargés, très souvent partagés sous licence Creative Commons.

Une fois le fichiers 3D obtenu, le logiciel de l’imprimante 3D va procéder au tranchage. C’est à dire que le programme découpe virtuellement le fichier afin de le transformer en fines couches. Ce sont ces couches qui serviront de base pour la fabrication de l’objet, l’imprimante déposant des couches de matières fondues les unes sur les autres. Tous les mouvements que la tête de l’imprimante devra effectuer pour réaliser l’objet sont codés sous la forme du Gcode : c’est un ensemble de coordonnées X,Y et Z qui “expliquent” à la machine où déposer de la matière. Pour démarrer l’impression, le Gcode est transféré à l’imprimante par cable USB, carte SD ou encore par le réseau. La buse de la machine chauffe à environ 200° afin de faire fondre un filament de plastique ou polymère (ABS, PLA) qui sera déposé couches après couches pour fabriquer l’objet. Une fois la température cible atteinte, la buse se met à se déplacer en suivant les coordonnées du Gcode et un engrenage pousse le filament dans la buse afin de créer l’objet couches après couches.

Points faibles

Bien que les imprimantes 3D entrent dans la catégorie des machines de prototypage rapide, leur fonctionnement est relativement lent. Il faut environ 1 heure pour fabriquer un cube de 4 cm de côté. Ceci étant dit, des objets de taille réduite et bien optimisés (porte-clés, petites figurines) pourront être imprimés dans un délai d’un quart d’heure environ. L’impression 3D est une technologie parfois capricieuse et il n’existe pas vraiment de machine qui garantissent zéro ratés.

Idées

Le processus d’impression 3D fascine petits et grands. De nombreux ateliers sont organisés dans les labs grâce à cette technologie. Les machines étant capable de réaliser des objets à partir de (presque) n’importe quel fichier 3D, c’est un outil très polyvalent. Il permet de développer des projets autour de la modélisation, du DIY (création de porte-clés, bijoux), de la robotique (impression pièces) ou encore de l’architecture (création de maquettes) etc.

Ressources

  • Thingiverse.com : des millions de fichiers 3D opensource à télécharger. Cela va de la figurine à des projets riches et complexes.
  • Tinkercad.com : un logiciel de modélisation 3D en ligne, gratuit et adapté aux jeunes à partir de 10 ans.
  • Doodle3d.com :  un logiciel en ligne ou via une box en local, utilisable depuis une tablette et permettant de dessiner directement en 3D. Licence payante, outil utilisable à partir de 5 ans.
  • Sketchup.com : un logiciel de modélisation, utilisé tant par les collégiens que des professionnels. Il permet de s’initier facilement à la modélisation technique et de monter en compétence pour créer des projets complexes. La version gratuite est en ligne.

Exemples de réalisations