Après avoir découvert ce qu’il est possible d’imprimer soi-même (figurines, moyen de personnaliser votre téléphone, instrument de musique, petites pièces de bricolage, …) vous vous êtes décidé à acheter une imprimante 3D. Avant de vous lancer dans l’aventure de l’impression 3D, il y a toutefois quelques petites choses à connaitre.
En effet, il existe de nombreuses imprimantes 3D qui disposent chacune de spécificités amenant des exigences différentes. En plus de cela l’impression 3D comprend certains aspects techniques qu’il est préférable d’étudier avant tout achat.
Pour vous aider à choisir votre première imprimante, nous vous proposons une liste de 10 choses à connaitre avant de décider quel modèle d’imprimante3D vous aller acheter.
1 – Les différents types d’imprimante 3D
L’impression 3D est un terme général qui couvre l’utilisation de différents matériaux et technologies nécessaires à la réalisation d’objets en 3 dimensions (hauteur, largeur et profondeur). La technologie la plus couramment citée est le dépôt de matière fondue traduction de Fused Deposition Modeling (ou FDM), mais il existe d’autres procédés comme la stéréolithographie ou le frittage sélectif par laser.
Le Fused Deposition Modeling (FDM)
FDM est un processus additif (empilement de couches successives), où un objet est créé en chauffant de la matière plastique qui sera ensuite déposée par extrusion en de très fines couches pour réaliser un objet. La plupart des imprimantes 3D qui intéressent le grand public article travaillent en FDM.
Précision : l’extrusion est un procédé de fabrication (thermo)mécanique par lequel un matériau compressé est contraint de traverser une buse possédant la section de la pièce à obtenir.
La stéréolithographie
La stéréolithographie utilise également le procédé additif mais au lieu de l’extrusion des matières plastiques, le procédé utilise un faisceau de lumière ultraviolette pour durcir une fine couche de matière. Techniquement l’objet se crée au fond d’un liquide et le faisceau durci un liquide photosensible au fil des passages permettant l’empilement de la matière. Cela permet une impression de qualité supérieure. Ce procédé est plus lent et plus couteux que le dépôt de matière fondue traduction ou FDM
Le frittage sélectif par laser (FSL en français ou SLS en anglais : Selective Laser Sintering)
Le frittage sélectif par laser est analogue à la stéréolithographie, sauf que le procédé implique des lasers et des poudres plutôt que des faisceaux de lumière UV et de liquide. Un laser est utilisé pour faire fondre la poudre, ce qui crée une couche de la matière d’impression. Ceci permet à certains modèles d’imprimer des objets en métal, ce qui est impossible pour les deux autres procédés.
Ce procédé est lui aussi nettement plus cher que le FDM.
2 – Faut-il construire sa propre imprimante ou en acheter une toute faite ?
Le monde de l’impression 3D comprend de nombreux créateurs et bricoleurs, il est donc logique qu’ils soient nombreux à préférer monter leur propre imprimante 3D. Si cette démarche vous tente, il existe de nombreux sites en lignes qui proposent des kits d’imprimante 3D et vous proposent des instructions et des tutoriels pour vous aider à la monter.
Construire votre propre imprimante 3D présente l’avantage d’être plus économique. Mais si vous n’avez pas le temps, vous pouvez toujours acheter une imprimante préassemblée, par ailleurs tous les modèles ne sont pas commercialisables en kits. Votre décision finale dépendra de votre intérêt pour le bricolage, de la possibilité de disposer du type d’imprimante souhaité en kit, ou tout simplement de votre volonté de vous lancer dans l’impression 3D rapidement.
3 – Le prix
Le prix est l’un des facteurs qui contribue le plus efficacement à l’utilisation des imprimantes 3D par le grand public. Le prix d’une imprimante dépend principalement de la qualité et de la finesse de la production réalisée. En général, les imprimantes les plus qualitatives coûtent environs 1 000 euros, les professionnels de l’impression 3D investissent au-delà des 2 000 euros par machine. Par exemple, les imprimantes MakerBot vont de 1 500 euros en promo à plus de 3 000 euros. Par contre si vous faite un essai pour découvrir ce que l’impression 3D peut vous apporter, il est possible de trouver des imprimante pour e centaine d’euros.
La popularité croissante ainsi que la forte concurrence du marché de l’impression 3D pousse les prix vers le bas alors même que la qualité tend à s’améliorer. Par contre notez que les imprimantes 3D ne sont pas livrées avec le consommable nécessaire pour réaliser vos impressions 3D. Il vous faudra, acheter les matériaux séparément, attention à acheter les matériaux adéquat pour votre imprimante 3D et pour les objets que vous souhaitez imprimer.
4 – Les matériaux utilisés pour imprimer en 3D
Les deux matériaux nécessaires pour l’impression 3D sont le Poly Acide Lactique (PLA) et l’Acrylonitrile Butadiène Styrène (ABS). Ces deux matériaux ont la particularité d’être thermoplastiques, c’est-à-dire qu’ils deviennent mous et malléable lorsqu’ils sont chauffés et qu’ils durcissent lorsqu’ils refroidissent. Ils sont généralement vendus en bobines de fil d’un kilo, au prix d’environ 30 euros.
Le PLA ou Poly Acide lactique
Le PLA est un type de plastique dérivé de l’amidon de maïs ; C’est un bon matériau pour les personnes qui découvrent l’impression 3D ainsi que pour réaliser de petits articles ménagers simples. Voici les principales caractéristiques du PLA :
Est biodégradable et écologique,- Refroidit rapidement, ce qui évite les phénomènes de coulées,
- Est disponible en plusieurs couleurs et peut être soit opaque soit translucide,
- Donne des objets imprimés un aspect brillant.
Le PLA dispose cependant de deux inconvénients majeurs :
- Son point de fusion bas peut provoquer une déformation de certains objets imprimés sous l’effet d’une chaleur trop élevée,
- Il est difficile de travailler avec si vous avez besoin de joints et des pièces qui nécessitent un emboitement (verrouillage, engrenage, …).
L’ABS ou Acrylonitrile Butadiène Styrène
L’ABS est un plastique à base de pétrole qui est apprécié pour sa résistance et sa flexibilité ; C’est une matière qui peut, par exemple, être utilisée pour fabriquer des Légos.
Voici les principales caractéristiques de l’ABS :
- Sa flexibilité et sa dureté permet de créer des pièces « d’emboitement » plus facilement,
- Il dispose d’un point de fusion plus élevé, ce qui réduit le risque de déformation en cas de chaleur élevée.
L’ABS dispose lui aussi de deux inconvénients majeurs :
- Il demande plus de temps pour refroidir ce qui augmente le risque de déformation,
- Il émet des fumées lors de l’impression (voir plus bas).
Comment choisir ?
Il faut tout d’abord définir à quoi servira votre imprimante 3D. Il sera alors plus facile de déterminer le type d’imprimante qu’il faudrait acheter. Il est important de savoir que toutes les imprimantes 3D ne peuvent pas accepter les deux matériaux, certaines ne pourront travailler qu’avec un seul type de matériau (ABS ou PLA).
Pour ce qui est de la taille du filament (1,75 mm ou 3 mm de diamètre) cela n’a pas beaucoup d’importance pour la qualité finale. Les marques les plus courantes fonctionnent avec du fil de 1,75mm il est donc préférable de débuter par cette section de fil.
5 – Imprimer en 3D en toute sécurité
Lors de l’achat d’une imprimante 3D il est nécessaire de se poser quelques questions de sécurité.
Manipuler la chaleur
La chose la plus importante à retenir est que manipuler une imprimante 3D nécessite de travailler avec des matières plastiques chauffées : extrudeuses, plastiques et, dans certaines imprimantes, le lit d’impression lui-même peut devenir très chaud et causer de sévères brûlures. Certaines imprimantes 3D ne possèdent pas de protection pour protéger la zone d’impression, il faut donc être prudent.
Se protéger des fumées
Il est important d’utiliser l’imprimante 3D dans une pièce bien ventilée. En effet, des fumées peuvent être émises pendant le processus d’impression en particulier lorsqu’on utilise l’ABS. Ces fumées sont réputées nocives même si peu d’études ont été faites pour mesurer leur impact sur notre santé. Pourtant, il est préférable de prendre les précautions nécessaires, en particulier lorsque on utilise fréquemment l’imprimante 3D.
Ne pas utiliser les objets imprimés avec des aliments
L’impression 3D peut être utilisée pour réaliser de nombreux types d’articles ménagers, y compris certains ustensiles de cuisine. Si les composants de l’ABS et du PLA sont inoffensifs, les additifs qui leurs sont ajoutés peuvent être toxiques, il est par conséquent préférable d’éviter de mettre en contact des aliments avec les objets fabriqués par une imprimante 3D de type FDM. Par ailleurs, la porosité de leur surface constitue un nid bactérien important. S’il est toujours possible d’enduire l’objet imprimer pour pouvoir l’utiliser, mais il est préférable de limiter l’utilisation des objets imprimés en 3D pour la cuisine.
Il est donc préférable d’éviter d’utiliser l’imprimante 3D pour réaliser des verres, des plats de présentation, des porte couteaux, des ronds de serviette, … Bref, tout objet qui pourrait contenir de la boisson ou de la nourriture.
6 – S’assurer de la qualité de l’imprimante 3D
Pour réaliser des objets avec une impression 3D de haute qualité, il est nécessaire de s’informer sur 2 sujets : la résolution d’impression et la vitesse d’impression.
La résolution d’impression
La résolution d’impression fait référence à la finesse d’impression de l’imprimante. Cette finesse se mesure en microns – plus la mesure est petite, plus le niveau de détail de l’objet imprimé sera élevé.
La vitesse d’impression
La vitesse d’impression mesure la vitesse à laquelle l’imprimante 3D peut déplacer son extrudeuse – plus la vitesse d’impression est élevée, plus l’objet sera réalisé rapidement. Notons que d’autres caractéristiques, comme l’accélération et la décélération de l’imprimante qui permettent de limiter les secousses de l’imprimante peuvent affecter la vitesse d’impression.
Au-delà de la prise de connaissance des caractéristiques techniques, la meilleure façon d’évaluer la qualité d’une imprimante 3D reste d’étudier le rendu final. Pour cela il est possible d’examiner avant d’acheter les photos des impressions réalisées par d’autres personnes qui sont généralement disponibles en ligne.
7 – Obtention d’un modèle d’impression 3D
Il existe deux moyens d’obtenir un modèle d’impression 3D, il est possible de le créer soi-même ou de télécharger un modèle d’impression sur Internet.
Pour créer son propre modèle d’impression 3D, il existe une variété de logiciels libres ou commerciaux qui permettent d’élaborer le modèle d’impression 3D.
Apprendre à faire une modélisation 3D est donc tout à fait possible. Cependant, réaliser une modélisation sur un ordinateur est une tâche difficile qui nécessite beaucoup de temps et d’efforts lorsqu’on veut maîtriser le processus. Heureusement, pour ceux qui sont pressés, il y a les sites internet qui fournissent des modèles d’impression 3D de nombreux objets, réalisés par des amateurs. Une rapide recherche sur Google peut probablement fournir l’article souhaité.
8 – Les fichiers STL
Le fichier STL (stéréolithographie) est un fichier de CAO (conception assistée par ordinateur) qui va permettre de décrire les formes géométriques en 3D de l’objet à imprimer dans un langage compréhensible par l’imprimante 3D. C’est donc un format de fichier standardisé qui va permettre à l’imprimante de transformer un schéma 3D en un objet physique. Le fichier peut être généré en utilisant la plupart des programmes de CAO, donc si vous construisez vos propres modèles 3D il est probable que votre logiciel puisse préparer un fichier utilisable par votre imprimante 3D, mais il est tout de même préférable de le vérifier en amont.
Fondamentalement, l’intérieur d’un fichier STL comprend l’ensemble des informations nécessaires pour produire un modèle 3D. Le modèle lui-même se décompose à une série de triangles et la liste de leurs coordonnées XYZ ; Ces données sont utilisées par l’imprimante pour créer l’objet physique, couche par couche.
9 – le logiciel de tranchage
Une fois que vous avez obtenu le fichier STL du modèle que vous souhaitez imprimer, il faut passer à l’étape du tranchage. Cette dernière consiste à préparer les couches d’impression. Si la structure globale a été définie dans le fichier STL, l’étape du tranchage permet à de préparer les informations que l’imprimante devra suivre pour imprimer chacune des couches (tranches) d’impression.
Le tranchage permet de « dire » à l’imprimante comment imprimer l’objet en fournissant des instructions sur le nombre de couches nécessaires, sur la quantité de matière, sur la vitesse d’impression, sur la position initiale de l’imprimante ainsi que sur les parties de l’objet qui doivent être pleines ou creuses. Le plus souvent les informations sont écrites dans un langage informatique appelé G-Code. Celui-ci est utilisé depuis de nombreuses années et permet de piloter les machines-outils à commande numérique.
Parfois le logiciel de tranchage est livré avec l’imprimante.
10 – La communauté de l’impression 3D
Ce qu’il est intéressant dans les nouvelles technologies, c’est qu’il existe presque toujours une communauté en ligne prête à aider et informer les nouveaux venus. Si vous êtes intéressé par une imprimante particulière, n’hésitez pas à vous renseigner auprès des personnes de la communauté qui connaissent ce modèle. Elles pourront vous apporter des informations pertinentes et des réponses aux questions que vous vous posez. Si la communauté est restreinte, ou pire si elle est inexistante, c’est sans doute qu’il y a un risque avec cette imprimante. Lorsqu’on achète une imprimante 3D il est judicieux de s’assurer qu’il existe une communauté qui la connait et qui l’utilise. Vous pourrez leur demander des informations pour vous assurer que vous faite le bon choix.
En retour, pensez à participer à la communauté grâce à vos remarques et votre expérience auprès des personnes expérimentées comme des nouveaux venus une fois que vous serez devenu un pro de l’impression 3D !
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