3. Impression 3D#

Dans ce module nous nous attaquons à l’impression 3D. Nous y verrons le processus depuis l’idée de créer une pièce jusqu’à son résultat final avec des illustrations des pièces que j’ai décidé d’imprimer.

3.1 Concept général#

Méthodes d’impression#

Les imprimantes 3D que nous utilisons sont des Prusa i3 MK3. Ces imprimantes permettent des impressions FDM avec du PLA dans notre cas. FDM (Fused Deposition Modeling) signifie que l’impression 3D s’effectue grâce à du filament plastique (ici le PLA ) fondu et déposé sur le plateau d’impression couche par couche. Il existe différentes méthodes d’impressions (SLA, DLP, SLS, etc.) et beaucoup de matériaux (ABS, chocolat, céramique, résine, poudre, etc.). Nous ne nous attarderons par sur toutes ces méthodes puisqu’elles ne nous concernent pas, bien qu’il est toujours intéressant de savoir qu’elles existent.

Préparation à l’impression#

Afin d’arriver à une pièce finie, le processus n’est pas une ligne droite mais il s’agit d’un cycle.

En effet, pour confectionner une pièce du prototypage est obligatoire (nous y reviendrons à la fin de ce module). Cela implique de la réaliser en 3D via les logiciels présentés précédemments, de la préparer à l’impression grâce au slicer, l’imprimer et enfin observer le résultat final afin de corriger les erreurs aux bons endroits s’il y en a. La conception 3D déjà expliquée, nous pouvons désormais passer à la découpe en couches de notre pièce.

3.2 PrusaSlicer#

Dans cette section je présenterai globalement PrusaSlicer qui est le slicer correspondant aux imprimantes utilisées. Je présenterai le logiciel de manière basique en illustrant avec la préparation à l’impression d’une de mes pièces, mais ceci reste loin d’être complet. Les informations données sont suffisantes à la compréhension, mais si vous souhaitez réalisez des pièces nécéssitant des réglages plus précis vous devriez faire des recherches.

Utilité et installation#

Il n’est pas possible de donner à une imprimante 3D votre fichier OpenSCAD et lui dire d’imprimer la pièce comme ça. Il faut que l’imprimante puisse suivre une séquence de déplacement lui disant où déposer le plastique fondu afin d’imprimer la pièce correctement. C’est la que le slicer intervient. Il permet de partir d’un fichier au format .stl qu’il va découper en couches afin de donner une suite d’instructions de déplacement à l’imprimante lui permettant de déposer le plastique au bon endroit. En plus de ça, divers paramètres peuvent être modifiés afin d’avoir une impression qui corresponde à vos besoins, par exemple une pièce très détaillée au détriment de la qualité, ou à l’inverse une impression très rapide mais avec peu de détails, etc.

Pour commencer il vous faut installer le slicer afin de pouvoir l’utiliser. Dans notre cas il s’agit de PrusaSlicer. Une fois installé, lancez le logiciel afin de commencer sa configuration. Cette fenêtre devrait s’afficher:

Choisissez ensuite les imprimantes utilisées ainsi que la dimension de la buse, dans notre cas il s’agit des Prusa i3 MK3 avec des buses de 0.4mm.

Nous pouvons déjà régler les matériaux que nous utiliserons mais cela peut-être changé à tout moment dans les paramètres. Tant que ceci est proposé, réglons directement notre filament sur le PLA que nous utiliserons.

Le mode de vue peut également être changé mais pour le début le mode simple est suffisant. Le mode expert sera utile ultérieurement lorsque l’impression 3D sera maitrisée et que des paramètres beaucoup plus précis pour des pièces plus complexes seront nécessaires. Confirmer ensuite et la configuration est désormais terminée, vous arrivez sur le slicer même et vous pouvez commencer à préparer vos pièces.

Préparation à l’impression#

Pour préparer l’impression d’une pièce nous devons tout d’abord l’importer. Pour cela glisser directement votre fichier .stl dans le slicer, ou cliquez sur le cube avec un “+” à coté dans votre barre d’outil située au dessus du plateau puis sélectionner votre fichier .stl et importer le. Une fois ceci fait, votre pièce devrait d’afficher comme suit:

Si nécessaire vous pouvez déplacer manier votre pièce avec les outils présents à gauche de votre plateau. Vous pouvez également vous déplacer pour changer de point de vue en maintenant le clic droit, ou tourner la caméra en maintenant le clic gauche. Pour une pièce basique comme celle que je prépare actuellement il n’y a aucun réglale à faire puisque les dimensions ont déjà été préparées dans OpenSCAD. Assurez-vous dans le menu tout à droite que le filament sélectionné est bien Generic PLA, puis cliquez sur le bouton en bas à droite afin de découper votre pièce.

Une légende avec des informations sur la répartition du temps d’impression et sur la répartition du filament apparaît en haut à gauche, les informations globales sont situées en bas à droite avec le temps d’impression qui nous intéresse le plus ici. Dans mon cas il est de 8 minutes, ceci me convient je clique donc sur “Exporter le G-code” en bas à droite afin d’enregistrer un fichier GCODE. Ce fichier est celui dont nous parlions précédemment, il indique à la machine les mouvements à efffectuer et où déposer le PLA fondu afin d’imprimer la pièce demandée. Une fois ceci fait, il ne vous reste plus qu’à mettre votre fichier sur une carte SD (les i3 MK3 ne prennent que les cartes SD, pas de microSD, USB, etc.), la mettre dans l’imprimante et lancer votre impression.

Je rappelle encore une fois que ceci ne sont que les grandes lignes de l’utilisation d’un slicer, afin d’en apprendre plus sur les paramètres qui pourraient vous servir (bordure, supports, vitesses, etc.) des recherches seront nécessaires.

3.3 Prototypes#

Il est très rares que les pièces imprimées soient parfaites dès le début, il faut donc créer des prototypes jusqu’à arriver à une pièce correcte. Les erreurs peuvent être de 2 types:

Erreurs d’impression#

Il est rare qu’une impression rate complètement mais cela reste possible. La plupart du temps un ajout de bordure, la correction de support ou un changement de vitesse suffisent mais cela dépend vraiment de l’erreur qui survient. Le plus simple sera de rechercher sur internet, les solutions à chaque problème peuvent être trouvées facilement, ou si votre impression a été faite au FabLab vous pouvez demander au responsable qui devrait être présent afin de corriger ceci. Ces erreurs sont relativement rares mais elles peuvent arriver, j’ai donc préféré les mentionner ici.
En résumé une fois l’erreur identifiée on cherche pour quelle raison elle a eu lieu, on modifie ensuite les paramètres correspondant dans le slicer afin de corriger et on relance l’impression.

Erreurs de conception#

Les erreurs de conception sont les plus courantes, notamment au niveau des dimensions de la pièce. Il s’agit ici d’essai-erreur: on imprime une pièce pour tester, observer, rectifier le fichier original (OpenSCAD / FreeCAD) puis imprimer à nouveau jusqu’à arriver au résultat attendu. C’est là qu’avoir un code paramétrique est important, il ne faut pas recréer la pièce mais simplement changer une (ou plusieurs) valeur(s) ce qui se fait très rapidement.

Cependant imprimer des pièces entières peut parfois prendre trop de temps selon sa complexité et ses dimensions, généralement on privilégiera des tests. On imprime uniquement les parties censées s’emboiter par exemple, et une fois les bons paramètres obtenus on imprime la pièce dans son intégralité pour avoir une pièce finale réussie.