Imprimante, 3D notions

L’impression 3D, un des piliers de la quatrième révolution industrielle.

Objets intelligents, fabrication locale, réduction des transports, fin de la production de masse, adaptation des produits, personnalisation, décroissance, nouvelles économies, raz le bol de l’agression commerciale, baisse de qualité des produits, manipulation des prix, nos sociétés s’adaptent aux changements. Les entrepreneurs doivent sans cesse innover.

L’imprimante 3D est à la fois un objet et un outil de cette révolution. Elle apporte des solutions pour les PME, une belle porte ouverte sur un marché plus équitable.

Elle apporte aussi des problèmes auquel il faudra penser. Copie illicite, auto-réparation, … certains « business model » vont changer.

Il faut bien se rendre compte que concevoir des objets en 3D n’est pas à la portée de tous. Il faut avoir une solide connaissance des logiciels 3D et avoir une approche rigoureuse de la conception. Le moindre oubli rend la pièce totalement inutilisable.

La 3D dans notre monde.

2D, 3D, 4D, 5D et j’en passe.

Ce sont des termes à la mode qui sont galvaudés par les médias et les « marketeurs ». Je reviendrai sur ces fondements.

Dixit Euclide, « un trajet rectiligne, c’est la première dimension (X) ».

Toutes les surfaces planes sont en deux dimensions. Une photo par exemple est en 2D (X, Y). Les volumes sont en 3D. Un cube, une sphère (X,Y,Z). Einstein a ajouté une nouvelle dimension qui est le temps (T).

Ce qui nous donne quatre dimensions. Elles nous suffisent pour tout localiser sur cette planète.

« L’espace moteur aurait autant de dimensions que nous avons de muscles » : cette affirmation de Poincaré dans « La Science et l’Hypothèse » est la marque de distinction la plus claire entre les deux sortes d’espace qu’il envisage : l’espace géométrique et l’espace représentatif. »

Pour moi, un film sur YouTube est en 3D (X,Y, T)

Les films en 3D au cinéma sont en réalité de la 4D (X,Y, Z (virtuelle),T)

La fameuse 4D dans les parc d’attraction est bien en 4D mais nous ne parlons pas de la même chose.

Notre imprimante 3D possède donc bien trois axes X,Y et Z. Elle peut imprimer des volumes.

 

Les techniques d’impression 3D.

A l’opposé de la fraiseuse, du tour qui retirent de la matière à l’aide d’un outil, l’impression tridimensionnelle est une technique de fabrication additive.

Trois technologies principales coexistent :

– le FDM (Fuse Deposition Modeling : modelage par dépôt de matière en fusion).

– la SLA (stéréo-lithographie) polymérisation d’un polymère par chauffe.

– le frittage sélectif par laser (un laser agglomère une couche de poudre).

 

Les trois techniques utilisent dans leur phase de production plusieurs étapes qui sont sensiblement les mêmes.

1) Il faut dessiner en 3D.

2) Il faut découper en tranches la pièce virtuelle avec un « slicer » (trancheuse).

3) Tranche par tranche, en démarrant par la base, l’imprimante imprime l’objet réel.

Le dessin en 3D.

Pour réaliser le dessin en 3D, il faut un logiciel de dessin 3D. On peut utiliser des scanners 3D mais l’image 3D devra être corrigée par un logiciel 3D.

Le fichier sauvegardé est un fichier .stl

Le Slicer.

Pour rappel le ‘slicer’ découpe en tranche un dessin 3D.

Couche par couche, par balayage ou flashage, la forme découpée par le slicer est imprimée en 2D.

Dans le cas du FMD, le chemin le plus adéquat sera calculé par le logiciel.

Le format du fichier après la découpe se nomme .gcode

Le logiciel de l’imprimante.

Il est fourni avec l’imprimante. Certains logiciels « open source peuvent » piloter plusieurs types d’imprimantes en changeant les paramètres.

 

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