L'impression 3D

Remorques, stockage, mouillage...
napo7
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L'impression 3D

Message par napo7 » 15 juin 2017, 08:54

Bonjour,

J'essaie de vous présenter de manière exhaustive les capacités et techniques de l'impression 3D à ce jour.

Je n'ai pas la prétention de tout savoir, mais ça fait maintenant un moment que je baigne dedans...

L'impression 3D est une technique de fabrication dite "additive", par opposition aux techniques soustractives que l'on connait habituellement (fraisage, tournage, perçage...), et plus précisemment, par extrusion...
Ici, on va partir de "rien", et ajouter de la matière jusqu'a obtenir l'objet désiré.

Voici mon imprimante 3D :
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IMG_20170615_080418.jpg (122.23 Kio) Consulté 4331 fois
C'est une imprimante "REPRAP" comme beaucoup d'imprimantes, que nous avons fabriqué avec un collègue de bureau, il y a 3 ans. Pour être plus précis, c'est un modèle "Prusa i3"
La particularité de la plupart des imprimantes 3D, c'est qu'elles sont dites "auto-replicables", c'est à dire que pour fabriquer une imprimante 3D, vous avez besoin au préalable d'avoir accès à une autre imprimante 3D !
Eh oui, en effet, la plupart des pièces de cette imprimantes (les pièces en vert sur la mienne) ont été imprimées avec une autre imprimante. Il y a bien entendu des techniques pour pouvoir se passer des pièces imprimées, mais c'est hors sujet...

Cette imprimante peut imprimer dans un volume maximal de 20cm x 20cm x 20cm, avec des matériaux tels que l'ABS et le PLA (qui sont les plus répandus), une épaisseur de couche d'environ 3/10è de mm. et avec une précision d'environ 1/10mm.

La technologie d'impression est simple :
une tête d'impression se déplace de gauche à droite (axe X), et de haut en bas (axe Z). Afin d'obtenir le 3ème axe (axe Y), le plateau, lui, peut avancer et reculer. Chacun de ces mouvements est piloté par un moteur pas à pas (moteur doté de plusieurs bobines, que l'on peut positionner au degré près, voire plus pour certains), et la rotation de ces moteurs est transformé en translation soit par une tige filetée (cas de l'axe Z), soit par des courroies crantées (axe X et Y).
Enfin, afin de déposer la matière sur le plateau, le moteur de la tête d'impression pousse le fil plastique (froid, à température ambiante, diamètre 3mm), dans une buse chauffante ( temp. moyenne d'utilisation 230°C), qui va fondre le plastique, et le réduire à un diamètre de 0.3mm.
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IMG_20170615_080430.jpg (139.73 Kio) Consulté 4331 fois
C'est donc cette extrusion de plastique controlée, qui va permettre l'ajout progressif de matière sur le plateau, puis sur l'objet lui-même.

Le coût de la matière est assez faible : 20€ le Kg de fil, sachant que les pièces réalisées sont assez légères, et qu'il n'y a aucune perte lors de la fabrication !

Un exemple de pièce réalisée :
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IMG_20170614_143158.jpg (112.16 Kio) Consulté 4331 fois
La concecption des pièces peux se faire via plusieurs moyens, les plus courants étant :
- Télecharger un modèle existant sur le net (exemple de base de donnée en ligne : http://www.thingiverse.com" onclick="window.open(this.href);return false;)
- modéliser son objet à l'aide un outil de DAO (Google Sketchup et OpenSCAD sont gratuit, SolidWorks, etc...)
- Scanner un objet à dupliquer via un scanner 3D. Je ne l'ai jamais fait, car souvent les objets à imprimer sont "simples", et la modélisation est rapide !

L'impression ensuite se fait assez rapidement, on fait chauffer le plateau pour que la pièce adhère mieux (100-110°C), puis la tête (230°C), on calibre les Zeros, et on lance l'impression.
Il faut surveiller tout du long de l'impression, car des problèmes peuvent surgir (le fil se coince dans la bobine, une pièce de l'imprimante peut casser, se désserrer...)
L'impression des 3 lattes en plastique vu plus haut a mis environ 45 minutes.

J'essaierai de compléter cet article par une vidéo d'impression dès que je pourrai en faire une ;)

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PJ47
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Re: L'impression 3D

Message par PJ47 » 15 juin 2017, 09:27

Merci pour ces infos, impressionnant ce que l'on peux faire avec cette technique. La limite est peut être la résistance mécanique des pièce?

napo7
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Re: L'impression 3D

Message par napo7 » 15 juin 2017, 09:37

Effectivement, j'ai oublié d'en parler !

La resistance mécanique n'est pas uniforme : Les couches étant imprimées les unes sur les autres, la resistance est la plus faible dans cet axe (arrachement facile dans ce sens).
Cependant, dans les deux autres axes, les pièces sont très resistantes !
On peut donc, lorsque c'est possible, orienter sa pièce différemment à l'impression afin de favoriser le sens de l'impression, et donc renforcer dans le sens qui nous interesse...

Autre point sur la durabilité dès pièces : Il existe deux matériaux principaux : l'ABS et le PLA.
Le PLA est plus "facile" à imprimer (se rétracte moins au refroidissement, ne nécessite pas obligatoirement de plateau chauffant, temperature d'impression plus basse). Mais celui-ci étant un dérivé d'amidon de maïs, il se dissout, assez rapidement, dans l'eau. Exit donc le PLA pour l'utilisation marine !
L'ABS lui, est un "vrai plastique de pétrole" ! :lkj Il est plus délicat à mettre en oeuvre (se rétracte plus que le PLA en refroidissant, nécessite donc un plateau chauffant à au moins 100°, sent mauvais...), mais resiste bien aux UV et à l'eau.
Il se dissout à l'acétone, et on peut donc utiliser de l'acétone et un pinceau pour lisser la surface après impression lorsque l'état de surface doit être nickel... Je pense même qu'on devrait pouvoir renforcer sa résistance en utilisant justement l'acétone comme une "colle" qui va souder les couches ensemble....

Il est possible d'utiliser deux têtes d'impression sur une même imprimante, pour imprimer en couleur, ou utiliser deux matériaux en meme temps (ABS et PLA par exemple). Cela permet d'utiliser du PLA pour imprimer du "support", lorsque l'on a besoin d'imprimer des couches "dans le vide", pour ensuite diluer le PLA dans l'eau et ne garder que l'ABS.

Eh oui ! L'imprimante ne sait pas déposer de matière dans le vide, elle a besoin d'un support pour déposer sa matière...
Certaines pièces sont donc beaucoup plus compliquées à imprimer que d'autres : imaginez imprimer une pyramide : de la base à la pointe, ça va... mais à l'envers, c'est quasi impossible sans utiliser des astuces ;)

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Re: L'impression 3D

Message par pi.r » 15 juin 2017, 11:05

merci pour cette très pédagogique présentation !

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Re: L'impression 3D

Message par Baaat » 15 juin 2017, 12:03

On pourra continuer le sujet avec les imprimantes 3d converties en machines à tatouer ou a faire les crêpes ! (Si, si ça existe!)

Pour ceux qui veulent découvrir ça, il existe de plus en plus de "maker faire" en France : des salons dédiés au bricolage nouvelle technologies...avec des amateurs qui font des trucs marrants et des machines inutiles donc indispensables...

Si ça intéresse des gens, je peux aussi vous passer mon mémoire de fin d'études, qui parle entre autre de tout ça !

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Re: L'impression 3D

Message par olivier81 » 15 juin 2017, 12:23

merci à toi pour ce sujet fort intéressant;surtout pour refabriquer des pièces quasi impossible à trouver comme tes lattes de dessous de rail de barber ;) ;)
je pense aussi à des pièces que les divers ships et revendeurs veulent pas s'emmerder à trouver où à stocker voire fouiller dans les vieux cartons comme certains modèles d'embout de latte à voile,des réas de pieds de mât où boite à palan,etc,etc,etc ;) ;)
le voilier est le moyen le plus lent;le plus inconfortable et le plus humide pour se rendre dans un endroit où l'on a rien à faire !!!!!

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Re: L'impression 3D

Message par gaston » 15 juin 2017, 13:12

impressionnant... c'est la cas de le dire :lol
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Re: L'impression 3D

Message par Nicolas » 15 juin 2017, 21:38

Bravo napo, c'est très clair, précis, bien écrit... très intérressant. Merci.

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Re: L'impression 3D

Message par francois1907 » 15 juin 2017, 21:49

a quand la fabrication de double spiro ? :mrgreen: :mrgreen:
et d'embout pour tangon ?

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Re: L'impression 3D

Message par olivier81 » 15 juin 2017, 21:55

francois1907 a écrit :a quand la fabrication de double spiro ? :mrgreen: :mrgreen:
et d'embout pour tangon ?
pour le double spiro,faut voir avec phil s'il en refait en carbone (m'en faut un autre :mrgreen: :mrgreen: )
pour les embouts,facile à faire mais faut du téflon pour que ça glisse ;) ;)
le voilier est le moyen le plus lent;le plus inconfortable et le plus humide pour se rendre dans un endroit où l'on a rien à faire !!!!!

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