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LES BASES DE L'IMPRESSION 3D avec Josef Prusa 2 LES BASES DE L'IMPRESSION 3D INTRODUCTION Vous avez peut-être entendu parler de l'impression 3D à la TV ou lu à ce sujet sur Internet. Comme toutes les nouvelles technologies, l'impression 3D attire l'attention des médias grand public, mais le sujet est souvent couvert de manière superficielle ou sensationnelle. Il existe de nombreux mythes qui circulent au sujet de l'impression 3D – y compris l'idée reçue selon laquelle il s'agit d'une nouvelle technologie. En fait, ce type de méthode de fabrication est connu depuis les années 1980 et elle est maintenant assez couramment utilisée dans toutes sortes d'industries, et même par les hobbyistes à domicile. Vous découvrirez que l'impression 3D n'est pas une sorte de technologie futuriste, compliquée et super chère accessible uniquement à une poignée de mortels. Au contraire ! Les principes sont assez directs et simples. Il existe un certain nombre de mots et d'abréviations spécifiques à l'industrie qui pourraient peut-être vous effrayer au début – ne vous en faites pas ! En fait, ils ne sont pas trop nombreux et vous les maîtriserez bientôt. Ce livre vous aidera à comprendre quels types de technologies d'impression 3D sont actuellement disponibles et comment elles fonctionnent. Nous vous guiderons à travers l'ensemble du processus d'impression 3D, en commençant par l'obtention d'un modèle 3D imprimable, en passant par les préparations de pré-impression, jusqu'au post-traitement final d'un objet imprimé. Vous apprendrez ce qu'est un extrudeur, ainsi que le découpage, les périmètres ou le remplissage. Nous allons expliquer les différences entre les matériaux couramment utilisés et comment utiliser l'impression 3D pour une application pratique. Ce livre vous permettra de comprendre l'impression 3D et vous fournira également toutes les connaissances de base nécessaires pour commencer. Il ne restera plus qu'à acheter une imprimante 3D et à commencer à imprimer ! Josef Průša Josef Prusa Josef Prusa (*23. 2. 1990) s'est intéressé à l'impression 3D avant de rejoindre l'Université d’Économie de Prague en 2009. Rapidement, Josef est devenu l'un des principaux développeurs du projet international open-source RepRap d'Adrian Bowyer. Aujourd'hui, vous pouvez voir le modèle Prusa dans différentes variantes à travers le monde. C'est l'une des imprimantes les plus populaires et elle a permis au grand public de se familiariser avec l'impression 3D. En 2012, Josef a créé Prusa Research, qui produit les imprimantes 3D Original Prusa et les livre à des clients du monde entier. 3 LES BASES DE L'IMPRESSION 3D Qu‘est-ce que l‘impression 3D ? 4 Histoire de l‘impression 3D 5 La découverte de la stéréolithographie 5 Le projet RepRap 5 L‘utilisation de l‘impression 3D 6 Technologies d‘impression 3D 10 FDM/FFF 11 Composants des imprimantes 3D FFF 13 SLA (stéréolithographie) 16 Composants de l‘imprimante MSLA 18 SLS / DMLS 20 Choisir une imprimante 3D 21 Les bases de l‘impression 3D 23 Se procurer un modèle 3D 25 Consulter les bibliothèques en ligne et 3D hubs 25 Logiciels de création 3D 26 Tinkercad 26 Autodesk Fusion 360 27 Blender 28 OpenSCAD 29 Les choses qu‘il faut garder à l‘esprit quand vous créez un modèle 30 Scan 3D et Photogrammétrie 34 Choisir le bon matériau d‘impression 35 Découpage 35 PrusaSlicer 36 Simplify3D 37 Cura 37 Slicer – réglages de base 38 Préparation de la surface d‘impression 41 Démarrer l‘impression 42 Post-traitement 42 Coller et lisser les modèles avec de l‘acétone 43 Filaments 44 PLA 46 PETG, ASA et ABS 47 FLEX 48 Matériaux composites 48 PVA et BVOH pour les supports solubles 49 Autres matériaux 49 Photopolymères / résines 50 Impression 3D multicolore 52 Glossaire 54 FAQ 58 TABLE DES MATIÈRES 4 LES BASES DE L'IMPRESSION 3D QU‘EST-CE QUE L‘IMPRESSION 3D ? 5 LES BASES DE L'IMPRESSION 3D QU‘EST-CE QUE L‘IMPRESSION 3D ? L‘ impression 3D est un processus de fabrication additive automatisé, où une imprimante 3D crée un modèle physique basé sur des données numériques (un objet 3D). Il existe différentes technologies d‘impression 3D, mais la plus utilisée, appelée FFF (Fused Filament Fabrication), est simple : un objet est créé couche par couche en faisant fondre un filament de plastique. Imaginez que vous preniez un objet 3D et le coupiez en fines couches – comme une pomme de terre en chips. Ensuite, vous prendriez un pistolet à colle et « dessineriez » chaque couche avec de la colle chaude. C‘est généralement ainsi que les objets sont imprimés – c‘est une méthode additive, car nous ajoutons de la matière. Elle est directement opposée à la méthode soustractive, qui consiste à usiner de la matìere existante. Histoire de l‘impression 3D Au début, l‘impression 3D s‘appelait le Prototypage Rapide – et ce terme est encore utilisé aujourd‘hui, bien que plus rarement. Avant que les imprimantes 3D abordables ne deviennent courantes, cette technologie était utilisée uniquement pour le prototypage. Une application typique pour le prototypage rapide serait le développement et la production d‘une télécommande TV. Les travaux de préparation pour la fabrication peuvent coûter même des dizaines de milliers d'euros (fabrication des moules, processus de fabrication lui-même, tests…), le fabricant doit donc être parfaitement certain que sa télécommande TV tient bien dans les mains des utilisateurs et que tous les boutons sont accessibles confortablement. C‘est là qu‘intervient le prototypage. Même si les prix des imprimantes 3D étaient vraiment élevés, le coût de fabrication d‘un seul prototype en utilisant les anciennes méthodes était d‘environ mille euros, ce qui permettait encore d‘économiser beaucoup d‘argent. Cependant, en raison du coût des machines, il n‘y avait aucune chance qu‘elles arrivent entre les mains des utilisateurs ordinaires – heureusement, cette situation a changé. La découverte de la stéréolithographie L‘impression 3D, telle que nous la connaissons aujourd‘hui, a été découverte en 1984, lorsque le fondateur de 3D Systems, Charles W. Hull, a déposé une demande de brevet pour son invention – la stéréolithographie. Hull a été le premier à imprimer des données numériques 3D. Cette technologie, communément abrégée en SLA, est encore utilisée aujourd'hui. Vous pouvez en apprendre davantage à ce sujet dans le chapitre décrivant les différentes méthodes d‘impression 3D. Le projet RepRap 2005 a probablement été l‘année la plus importante de l‘histoire de l‘impression 3D moderne : le projet RepRap a été créé par le Dr Adrian Bowyer de l‘Université de Bath. L‘idée était de développer une L‘impression 3D se développe et évolue rapidement. Il y a un développement constant et continu des imprimantes 3D et des matériaux d‘impression. Les imprimantes 3D sont passées avec suc cès de la sphère professionnelle au monde des hobbyistes/makers. Première imprimante 3D commerciale En 1992, 3D Systems a commencé à produire et à vendre la première imprimante 3D disponible dans le commerce basée sur la technologie SLA. 6 LES BASES DE L'IMPRESSION 3D QU‘EST-CE QUE L‘IMPRESSION 3D? imprimante 3D capable d‘imprimer autant que possible ses propres pièces. Le projet a été conçu comme open-source dès le début, ce qui signifie que tous les codes source sont disponibles gratuitement et publiquement et sont ouverts à de nouvelles modifications et améliorations. Cette décision importante a permis à des passionnés du monde entier de participer au projet. Et c‘est la principale raison pour laquelle les machines RepRap sont actuellement les imprimantes 3D les plus répandues au monde. Grâce à RepRap, nous pouvons désormais acheter des imprimantes 3D pour les marchés DIY/maker et semi-professionnels – ce sont généralement des machines à moins de 3500 EUR. La communauté autour des imprimantes RepRap est énorme. Si vous souhaitez comprendre le fonctionnement des imprimantes 3D (ou si vous souhaitez essayer diverses mises à niveau, modifications et expériences), RepRap est la solution parfaite pour vous. Ces imprimantes 3D peuvent être achetées sous forme de machines calibrées et entièrement assemblées, ou sous forme de kits de montage DIY, qui sont assez amusants à assembler – et en fait moins compliqués que vous ne le pensez. L‘utilisation de l‘impression 3D L‘impression 3D était, dans un premier temps, utilisée comme un moyen de créer des prototypes bon marché et rapide. Comme les technologies sont devenues moins chères, les imprimantes 3D ont trouvé leurs utilisations dans d‘autres industries. Un exemple est celui des productions en petites séries. Il existe des entreprises qui fabriquent leurs produits en faibles volumes et les coûts élevés liés à une production à haut volume ne seraient pas justifiés dans de tels cas. Par conséquent, l‘impression 3D est une solution plus appropriée. Un autre aspect utile est le fait que lorsque vous proposez une conception améliorée, vous pouvez commencer à la produire immédiatement, ce qui signifie que vous pouvez introduire des produits nouveaux et améliorés à un rythme beaucoup plus rapide que d‘habitude. Nous avons adopté cette approche avec la production de nos imprimantes 3D Original Prusa i3. Notre ferme d‘impression 3D interne compte désormais plus de 500 imprimantes. Lorsqu‘il y a une pièce repensée ou améliorée, nous devons simplement la tester puis la télécharger sur le système de la ferme d‘impression – la production peut commencer à peu près immédiatement. De plus, nous pouvons également envoyer les données à nos clients, afin qu‘ils puissent imprimer eux-mêmes les pièces immédiatement. La possibilité d‘itérations rapides est l‘une uploads/Industriel/les-bases-de-limpression-3d-pdf.pdf