Qu'est-ce que la fabrication additive ?⚓
Les techniques de fabrication des pièces⚓
Jusqu'il y a quelques années les objets étaient fabriqués selon trois grandes techniques, en soustrayant de la matière, en combinant plusieurs matériaux ou en déformant la matière pour lui donner la forme souhaitée.
Obtention par enlèvement de matière.
On obtient la forme finale par arrachements de petits morceaux de matière (sculpture, perçage, tournage...). C'est de la fabrication soustractive.
Obtention par déformation
On obtient la pièce par déformation plastique du matériau jusqu'à la forme désirée (pliage, emboutissage...)
Obtention par fusion
On obtient la pièce en versant un matériau rendu liquide dans un moule pour lui donner la forme désirée (moulage...)
Obtention par assemblage
La pièce finale est obtenue par assemblage de plusieurs pièces (collage, soudure...)
L'impression 3D ou impression tridimensionnelle
La pièce est créée au fur et à mesure, par couches de matières successives.
Même s'il existe de nombreux procédés d'impression 3D, ils ont tous en commun de réaliser les objets couche par couche les unes au-dessus des autres.
Cette technique est nommée la fabrication additive. L'objet prend forme au fur et à mesure de la solidification des couches.
Cette technique est décrite par différents spécialistes comme une véritable révolution industrielle.
Les différents procédés d'impression 3D⚓
Il existe différents procédés d'impression 3D mais elles partagent le même point commun; elles fabriquent les objets couche par couche, ce qui leur permet d'imprimer les formes les plus complexes.
La stéréolithographie (SLA)
C'est le procédé le plus ancien et à l'origine de l'impression 3D. Il est apparu en 1986 et mis au point par 3D Systems
À partir d'un fichier 3D, la pièce est construite couche par couche du bas vers le haut
La pièce est imprimée sur une plate-forme horizontale, plongée dans un liquide plastique qui durcit au contact d'un faisceau laser.
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L'impression 3D par stéréolithographie, on vous explique tout !
http://www.3dnatives.com/limpression-3d-par-stereolithographie-on-vous-explique-tout/
Le frittage sélectif par laser (FSL)
Le frittage sélectif par laser (sigle FSL en français ou SLS, Selective Laser Sintering) est une technique de fabrication additive consistant à chauffer de fines particules de plastique, métal, céramique ou de poudre de verre à l'aide d'un laser. Une fois que l'imprimante 3D a déposée une fine couche de poudre dans son bac d'impression, le laser chauffe les particules de poudre afin de former une section de l'objet. Le bac d'impression se déplace légèrement vers le bas (d'une épaisseur de couche) et le procédé est répété jusqu'à obtenir l'objet final
Les prototypes SLS sont fabriqués à partir de poudre de matériaux qui sont frittés (chauffés et fusionnés) par un laser de forte puissance
Présentation de la technique du frittage sélectif par laser
Le frittage sélectif par laser, on vous explique tout
Le dépôt de fil fondu (FDM)
L'impression 3D par dépôt de matière fondue est plus connue sous le nom de Fused Deposition Modeling (FDM). Cette technologie a été inventée par S. Scott Crump, fondateur de la société Stratasys, en 1988. L'idée lui est venue lorsqu'il décida de fabriquer un jouet pour sa fille en utilisant un pistolet à colle chaude. Quelques années après, ce procédé est devenu le plus répandu, et notamment chez les particuliers, pour l'impression 3D.
Pour toutes les imprimantes qui ne sont pas Stratasys et qui utilisent exactement le même procédé FDM (imprimantes RepRap et dérivées ) on utilisera l'appellation FFF (Fused Filament Fabrication) ou plus simple : « dépôt de filament fondu » ou « dépôt de fil fondu ».
L'imprimante déroule un filament de plastique et le chauffe à haute température via une buse (extrudeur ou tête d'extrusion) pour ensuite le déposer en couches successives aux endroits prévus par le plan 3D.
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L'impression 3D par dépôt de matière fondue, on vous explique tout !
L'imprimante 3D (FFF ou FDM) comment ça marche concrètement ?⚓
On a vu que les différents procédés d'impression 3D utilisent la même technique, elles fabriquent les objets couche par couche.
Une imprimante classique 2D dépose l'encre sur une feuille de papier. Elle fonctionne sur un plan. Imaginons que nous imprimions des milliers de fois la même feuille et que l'on superpose ces couches les unes sur les autres, on pourrait voir un texte ou une image en relief. Chaque couche en 2D s'ajoute à un autre pour obtenir du relief.
Une imprimante 3D est une machine qui superpose des couches de fil en plastique fondu de quelques dixièmes de millimètres en se déplaçant sur la hauteur.
Le principe de fonctionnement est simple, un fil en plastique présenté sur une bobine passe par une buse d'extrusion chauffée entre 170 et 260° C. Il fond sur un support par couches dont la finesse est fonction du matériel et des réglages. La première couche terminée, le plateau de la machine descend suivant l'axe Z pour recevoir la seconde et ainsi de suite.
Les domaines d'utilisation sont nombreux, recherche et développement ; militaire ; aérospatiale ; automobile ; bâtiment et construction ; médical et santé et bien d'autres...
Les plastiques d'impression
Pour l'impression 3D sur les machines grand public, nous avons le choix entre deux matières plastiques l'ABS ou le PLA. Certaines imprimantes sont compatibles avec les deux mais d'autres n'acceptent que l'une des deux matières. On les trouve de différentes couleurs.
L'ABS appartient à la famille des thermoplastiques, l'ABS (acrylonitrile butadiène styrène) est l'un des matériaux les plus populaires de l'impression 3D. Il fond entre 200 et 250 °C. Contrairement au PLA, il n'est pas biodégradable.
Les imprimantes grand public à dépôt de filament fondu (FDM) l'emploient généralement en bobines de filament de 1,75 mm ou de 3 mm de diamètre aux couleurs variées. L'ABS est déjà très courant dans les objets qui nous entourent : appareils électroménagers, téléphones, ordinateurs, jouets... Les célèbres briques de Lego sont notamment réalisées dans ce matériau.
Le PLA (polylactic acid, acide polylactique) fond quant à lui à une température comprise entre 160 et 220 °C. Il est plus difficile à manipuler que l'ABS, car il refroidit et durcit très rapidement. Le PLA possède d'excellentes propriétés environnementales. C'est un plastique issu de l'amidon de maïs, qui n'emploie aucune énergie fossile. Il est biodégradable. En revanche, il est sensible à l'eau : un passage répété en machine à laver ou un séjour prolongé en extérieur risquent de dégrader progressivement un objet en PLA.
Une petite vidéo pour résumer⚓
L'impression 3D comment ça marche ?
Pourquoi tant d'engouements pour l'impression 3D ?⚓
Actuellement, il n'y a pas un jour où vous ne voyez pas paraitre sur les réseaux sociaux un article témoignant d'une nouvelle mise en application de l'impression en3d que ce soit dans le domaine de l'architecture, de la santé, ou encore de l'industrie.
Les innovations apparaissent sur les robots qui fabriquent mais aussi sur les matières utilisées : béton, bois, et même tissu vivant.
Alors pourquoi n'est-elle pas encore utilisée en classe ?
Quels projets pédagogiques avec l'impression 3D à l'école ?⚓
L'impression 3D permet de participer à des projets transversaux et de créer des liens entre les disciplines. Elle stimule l'intérêt des élèves et leur motivation. Elle touche différentes disciplines, les arts plastiques, la technologie, la géographie, la géométrie etc.
La 3D est un environnement à investir pour des activités de programmation, de création, de formation, de simulation...
L'impression 3D permet d'initier les élèves aux nouvelles formes de création contemporaine.
En arts plastiques par exemple, en plus de la sculpture, elle permet des réalisations en 3 dimensions. On peut créer des personnages dans le cadre de la réalisation d'un fil d'animation.
En sciences et technologie elle permet la conception de prototypes. Une université créée des modèles de vertèbres pour les étudier.
En mathématiques, elle rend le travail sur les volumes, les échelles, les mesures les plans plus concret.
En histoire, elle permet la reconstitution de bâtiments, de villes dans le domaine de l'architecture. Réaliser des outils utilisés à différentes époques.
En géographie-géologie, elle permet d'imprimer des reliefs afin de modéliser les bassins hydrographiques, de conceptualiser l'aménagement d'un quartier, d'une ville...
Elle permet aux enseignants de fabriquer des objets pour illustrer leur enseignement (ossement, maquette, pièce mécanique...)
Quelques usages pédagogiques⚓
Activités sur le site de l'académie de Clermont
Des imprimantes 3D dans les écoles de Libourne
http://education.libourne.fr/tag/impression-3d/
avec l'accès à un dossier pédagogique
Art africain et Mathématiques : une expérience interdiscipinaire utilisant une imprimante 3D
Fab Labs Solidaires : des collégiens passent à la 3D
Dans les programmes de Technologie du cycle 4, il est indiqué
FabLab : impression3D et prototypage rapide
http://cache.media.education.gouv.fr/file/09_-_septembre/22/9/programmes_cycles_2_3_4_469229.pdf
Un projet d'utilisation de l'impression 3D à l'école
la 3D en école élémentaire de la modélisation à l'impression
http://eduscol.education.fr/experitheque/fiches/fiche13605.pdf
Projet « Du flacon au Parfum » à Vesoul
http://canope.ac-besancon.fr/blog/projet-du-flacon-au-parfum-a-vesoul/
Quels outils pour modéliser les objets à imprimer ?⚓
Avant de lancer la réalisation d'une pièce en impression 3D, quel que soit le type de machine utilisé, il faut passer par l'outil informatique pour créer le dessin de la pièce à réaliser et ensuite envoyer les informations numériques à la machine.
Le fichier numérique 3D est indispensable à toute impression.
Il faut "modéliser" l'objet soit avec un logiciel de conception assistée par ordinateur (CAO) encore nommé modeleur volumique ou numériser l'objet avec un scanner 3D ou encore télécharger le fichier sur l'un des nombreux sites de partage de modèles 3D. On peut donc le concevoir soi-même ou le récupérer sur l'Internet.
Dans la plupart des cas il s'agit d'un fichier au format STL qui sera récupéré dans le logiciel de pilotage de la machine et qui découpera l'objet en couches avant de lancer l'impression.
Stéréolithographie, vous vous rappelez, eh bien STL est le format de fichier utilisé dans les logiciels de stéréolithographie.
Télécharger des fichiers STL sur l'Internet⚓
Il existe de nombreux sites de téléchargement de fichiers 3D au format STL. Certains sont gratuits d'autres payants.
C'est la méthode la plus simple pour disposer du fichier permettant l'impression.
Complément : Les meilleurs sites pour télécharger des fichiers STL
Deux adresses permettant de choisir parmi les sites de téléchargement de fichiers STL gratuits et des modèles 3D pour l'impression 3D
https://projetsdiy.fr/10-sites-telecharger-gratuitement-fichiers-stl/#.Wa_dLMZpxlZ
Exemple du site Cults
Vous souhaitez télécharger un fichier 3D pour votre imprimante ;
Rendez-vous sur le site https://cults3d.com/
Vous pouvez également utiliser le champ de recherche situé en haut de la page et y saisir "wind-up racer".
Dans la rubrique "Les plus téléchargés" choisissez "Wind-Up Racer". Les fichiers sont téléchargeables gratuitement.
Vous pouvez également utiliser le champ de recherche situé en haut de la page et y saisir "Wind-Up Racer" puis cliquer sur la loupe.
Dans zone de résultats, choisissez l'une des propositions.
Dans la page affichée, cliquez sur "TÉLÉCHARGER", il faut au préalable s'inscrire sur le site même si le téléchargement est gratuit.
Dans la page suivante,
1- Cliquez sur "RÉCUPÉRER VOS FICHIERS".
2- Choisissez l'emplacement d'enregistrement sur votre ordinateur. Le fichier téléchargé est une archive zip contenant tous les fichiers nécessaires pour réaliser le "Wind-Up Racer".
3- Extraire l'archive pour utiliser les fichiers STL.
Dessiner l'objet à réaliser avec un modeleur 3D⚓
Quel logiciel utiliser ?
Pour réaliser le fichier 3D à envoyer à l'imprimante, il est possible de dessiner l'objet. Pour cela, il faut utiliser un logiciel de conception tridimensionnelle (ou modeleur 3D) qui permet de dessiner le modèle numérique 3D à partir de formes de bases.
Le modèle 3D réalisé, il sera exporté au format STL et importé dans le logiciel de l'imprimante 3D
Il existe de nombreux logiciels de conception assisté par ordinateur, gratuits/payants, en ligne et même sur tablette.
Dans un logiciel de conception 3D, les objets sont construits à partir de formes géométriques simples.
Choisir son outil ?
Selon vos besoins, il faudra choisir votre modeleur 3D.
Il existe un large choix de logiciels de modélisation, qui possèdent chacun leurs spécificités, selon leur domaine d'utilisation : mécanique, Design, architecture, jeux vidéo, animation...
Logiciel CAO DAO 3D gratuit
http://logiciels.toucharger.com/logiciel-cao-dao-3d-gratuit-escalier.html
Mon Univers 3D
http://www.monunivers3d.com/guide/logiciels/
Les meilleurs logiciels gratuits de CAO pour la modélisation 3D
https://www.sculpteo.com/blog/fr/2017/05/12/top-20-des-meilleurs-logiciels-gratuits-de-cao/
Répertoire d'applications gratuites de dessin 3D
Modélisation 3d avec Tinkercad (application en ligne)⚓
Prise en main de l'application
Tinkercad est une application en ligne, donc utilisable dans un navigateur pas d’installation nécessaire. Elle est assez intuitive et sa prise en main est assez facile.
Aucune expérience particulière en modélisation 3D n'est nécessaire pour prendre cet outil en main.
Création d'un porte-clés avec prénom
Création d'un compte.
Pour utiliser l'application en ligne, il faut se créer un compte. Si vous disposez d'une adresse Gmail, vous pouvez vous connecter sans avoir à saisir les données personnelles.
Rendez-vous à
Une série de tutoriels s'affichent dans la partie gauche de l'écran.
Vous pouvez les visualiser, ils permettent d'acquérir les bases d'utilisation de Tinkercad. Ils sont en anglais.
Pour fermer le volet des tutoriels, cliquez sur la flèche dans la zone supérieure et choisir "Quitter la leçon"
Créer une nouvelle modélisation
Dans la zone supérieure gauche, cliquez sur l'icône 
de Tinkercad
Dans la fenêtre apparue, cliquez sur le bouton Créer une conception
C'est dans cette zone que vous trouverez toutes vos modélisations enregistrées.
L'interface de création s'affiche. Nous n'allons pas détailler ici chaque de l'écran.
Elle est divisée en 3 zones principales :
Les barres d'outils
Le volet contenant les formes de base
Le plan de construction
Dans la zone supérieure modifiez le nom de votre pièce : porte-clés
Ajouter une Boîte 
, cliquez/glissez la "Forme simple" sur le "Plan de construction" ou cliquez pour sélectionner la "Forme simple" et cliquez sur le "Plan de construction" pour la positionner
Modifiez les valeurs en cliquant sur les petites poignées blanches puis sur les zones indiquant les dimensions. Modifiez les valeurs comme suit : longueur : 45 mm : largeur : 15 mm et épaisseur : 3
Création d'un cadre sur le rectangle.
En premier, vous allez placer le plan de construction sur le dessus du rectangle dessiné.
Cliquez sur Plan de construction 
, dans le volet de droite (l'outil Règle 
permet de positionner une règle sur votre Plan de construction)
Cliquez sur le dessus du parallélépipède, pour sélectionner ce plan. Cela permettra aux nouveaux objets créés de se positionner sur ce plan (un plan orange se positionne sur le dessus)
Pour supprimer la Règle du Plan de construction, cliquez sur la croix située en bas à gauche de l'origine du repère.
Vous allez créer une deuxième Boîte positionnée sur le plan de construction (orange) de dimensions L=43 ; l=13 ; h=1
Vous centrerez les deux éléments l'un par rapport à l'autre avec l'outil Aligner 
Sélectionner les deux éléments (lasso autour des objets ou maintien touche Maj du clavier et clic sur chaque objet). Cliquez sur
Pour centrer les deux objets l'un par rapport à l'autre, cliquez sur les cercles noirs au milieu du cadre de sélection (longueur et largeur).
Le rectangle créé se retrouve comme un bossage au dessus du premier parallélépipède.
Vous allez modifier son épaisseur pour qu'il entre dans le premier parallélépipède.
Modifier la hauteur à h=-1 et validez. Le bossage disparaît
La forme est toujours sélectionnée, cliquez sur Perçage 
dans la boîte des propriétés de la forme.
Pour voir apparaître le creux, il faut assembler les deux formes.
Sélectionner les deux formes (lasso ou sélection objet par objet en maintenant la touche CTRL enfoncée)
Cliquez sur l'icône Regrouper 
de la barre d'outils
Creuser un trou
Vous allez réaliser un trou pour le passage de l'anneau dans le porte-clés
Placez la Règle dans l'angle inférieur gauche
Ajoutez une forme Cylindre 
Paramètres du cylindre Ø=L=l=5. Positionné au milieu de la largeur (utiliser ) et à 2mm du bord
 |  |
Descendre le cylindre
Pour creuser le trou, il faut déplacer le cylindre pour qu'il traverse le parallélépipède.
Sur le dessus du cylindre, au dessus du carré permettant de régler la hauteur, vous trouverez une poignée en forme de goutte 
. Cliquez/glissez cette goutte vers le bas pour voir le cylindre traverser le parallélépipède.
Le cylindre est toujours sélectionné, cliquez sur l'icône Perçage dans la fenêtre des propriétés de la forme. Le cylindre change de couleur.
Sélectionner l'ensemble des formes.
Cliquez sur l'icône Regrouper de la barre d'outils pour que trou se creuse dans la plaque
Ajouter du texte sur le parallélépipède
Vous allez ajouter votre nom sur le porte-clés
Placez un Plan de construction dans le creux pour positionner le texte sur ce plan
Ajouter une forme Text 
sur le plan ajouté
Dans la fenêtre des propriétés de l'objet, effacez Text et remplacez-le par votre prénom
Modifiez les dimensions de l'objet Text ; L=33 ; l=11 ; h=1
Positionnez le texte en le centrant sur la largeur et en le positionnant à 8 mm du bord gauche
Dernière étape, assembler l'ensemble des formes.
Sélectionnez toutes les formes, cliquez sur le bouton Regrouper
Votre modèle 3D est prêt pour l'impression
Exporter le modèle pour l'imprimante.
Le format de fichier pour l'imprimante est le format STL. Il faut exporter la pièce créée dans ce format.
Cliquez sur Exporter dans la barre d'outils
Dans la fenêtre suivante, cliquez sur Télécharger
Dans la fenêtre suivante, cliquez sur STL pour choisir le format d'export
Dans la fenêtre suivante, cliquez sur OK et choisissez votre dossier d'enregistrement ainsi que le nom si celui proposé ne vous convient pas.
Vous trouverez des informations sur les différentes zones de l'interface à cette adresse
http://www.references3d.com/premier-pas-avec-tinkercad/#.Wbjb_cZpFlY
Vidéo "Apprendre à utiliser Tinkercad"
Diaporama de présentation de Tinkercad
https://www.slideshare.net/sylvain.technic/demarrer-la-3d-avec-tinkercad-presentation
Complément : Alternative à Tinkercad pour une utilisation sans l'Internet.
Vous pouvez télécharger une application gratuite 123 Design similaire à Tinkercad développée par Autodesk. Inconvénient : les menus sont en anglais. l'application fonctionne sur le même principe que Tinkercad.
Télécharger la version 32 bits
http://www.netfox2.net/modules/wfdownloads/visit.php?cid=2&lid=1672
Télécharger la version 64 bits
http://labs-download.autodesk.com/us/labs/trials/worldwide/123D_Design_R2.2_WIN64_2.2.14.exe
Tutoriels vidéo pour une prise en main de 123 Design
https://www.youtube.com/watch?time_continue=371&v=5In3Ec3UgxY
Tutoriel créer des modèles avec 123 Design
http://www.manchenumerique.fr/var/storage/imprimante3d/123d_designs.html
Modélisation 3d avec Sketchup Make⚓
Télécharger et installer Sketchup Make
Sketchup Make est une application gratuite à télécharger et à installer sur son ordinateur. Pour une utilisation scolaire la version gratuite est largement suffisante. Sketchup est utilisé dans de nombreux domaines notamment dans l'impression 3D
Pour télécharger le fichier d'installation, complétez les informations demandées sur la page
Installer Sketchup Make
Démarrez l'installation en double cliquant sur le fichier téléchargé et suivez les instructions.
Validez en appuyant sur le bouton Suivant dans les différentes fenêtres apparues
Démarrez l"application Sketchup Make
Lancez l'application soit en passant par le menu Démarrer ou en recherchant l'icône sur le bureau.
Dans la fenêtre de Bienvenue, vous pouvez afficher des tutoriels, acheter la version Pro...
Cliquez sur Choisir un modèle type
Puis sur le modèle Architecture - Millimètres
Il existe un modèle pour Impression 3D - Millimètres 
Et enfin sur Commencer à utiliser Sketchup.
Présentation de la fenêtre de Sketchup
L'environnement du logiciel Sketchup s'affiche
1- Barre de menus et une seule barre d'outils, Premiers pas.
2- La zone de dessin est représentée par un repère orthonormé x, y et z dont l'origine se trouve à l'intersection des axes.
3- Un volet à droite, Palette par défaut, qui permet d'avoir des infos sur différents paramètres relatifs au dessin en cours.
4- Un champ Mesures qui permet de saisir des coordonnées au clavier
Ajouter des barres d'outils
Vous pouvez ajouter des barres d'outils utilisées fréquemment.
Pour afficher la barre d'outils Standard et Vues, cliquez sur le menu Affichage puis sur Barre d'outils
Dans la fenêtre qui s'ouvre, cochez les cases des barres que vous souhaitez afficher Standard et Vues, et cliquez sur Fermer.
Vous pouvez repositionner vos barres d'outils à votre convenance tout autour de la zone de travail (gauche, droite, en bas)
Positionnez votre souris sur le trait pointillé au début de la barre d'outils, cliquez/glissez pour la repositionner.
Si vous souhaitez fermer le volet de droite, cliquez sur la croix située en haut à droite de Palette par défaut pour le fermer. Pour l'afficher à nouveau, cliquez sur le menu Fenêtre puis Palette par défaut et enfin Afficher la palette.
Modéliser le porte-clés avec Sketchup
En premier lieu, nous allons dessiner un rectangle de 2 dimensions et nous lui ajouterons une épaisseur.
Déroulez la liste des Formes et choisir sur l'outil Rectangle 
(raccourci clavier r et c pour cercle)
Amenez le crayon à l'aide de votre souris au point d'origine du repère et cliquez pour positionner le premier coin de votre rectangle puis glissez la souris en positif sur x et y.
Effacez les valeurs, affichées dans le champ Cotations situé dans la barre d'état et saisir 45 pour x et 15 pour y, séparés par un point virgule et validez par la touche Entrée de votre clavier.
Zoomer sur l'origine du repère pour agrandir le dessin. Vous pouvez utiliser la commande Fenêtre de zoom 
(accessible par le menu Caméra).
Ajouter l'épaisseur à votre forme 2D.
Cliquez sur l'outil Pousser/Tirer 
de la barre d'outils Premiers pas.
Amenez le pointeur de votre souris sur la face du rectangle, cliquez et glissez vers le haut.
Effacez la valeur dans le champ Distance et saisir 3 au clavier puis validez par la touche Entrée de votre clavier. Vous avez ajouté la 3ème dimension à votre rectangle.
Positionnes des repères pour tracer un deuxième rectangle.
Affichez la vue de dessus en cliquant sur l'icône Dessus 
Cliquez sur l'icône Mètre 
puis positionnez un repère à 1 mm autour de chaque côté, vous pouvez utiliser le champ Longueur pour saisir 1 mm.
Cliquez en premier lieu sur le bord puis saisir la valeur de 1 mm dans le champ Cotation et validez.
Dessinez un rectangle qui touche les repères positionnés précédemment.
Appuyez sur la touche R du clavier ou sur l'icône Rectangle de la barre d'outils Premiers pas.
Cliquez dans l'un des coins puis dans le coin opposé en diagonale.
Un nouveau rectangle est dessiné sur la face du dessus.
Affichez la pièce en vue isométrique en cliquant sur l'icône Iso 
de la barre d'outils Vues
Cliquez sur l'outil Pousser/Tirer de la barre d'outils Premiers pas.
Amenez le pointeur de votre souris sur la face du nouveau rectangle, cliquez et glissez vers le bas.
Effacez la valeur dans le champ Distance et saisir -1 au clavier puis validez par la touche Entrée de votre clavier. Vous avez creusé votre premier parallélépipède.
Réaliser le trou.
Placez deux repères, le premier situé à 6,5 mm du bord le plus long du dernier rectangle tracé, le second à 3,5 mm du bord gauche de ce même rectangle.
Cliquez sur la flèche pour dérouler la liste des Formes et choisir Cercle ou appuyez sur la touche C du clavier
Amenez le pointeur de la souris à l'intersection des deux repères, cliquez et déplacez la souris.
Effacez la valeur dans le champ Rayon et saisir 2,5 au clavier puis validez par la touche Entrée de votre clavier. Un cercle est tracé sur le dessus de votre pièce.
Creuser le trou.
Cliquez sur l'outil Pousser/Tirer de la barre d'outils Premiers pas.
Amenez le pointeur de votre souris sur le cercle tracé, cliquez et glissez vers le bas.
Effacez la valeur dans le champ Distance et saisir -2,5 au clavier puis validez par la touche Entrée de votre clavier. Vous avez creusé votre pièce.
Ajouter le texte sur votre parallélépipède.
Cliquez sur le menu Outils puis sur Texte 3D
Dans la fenêtre qui s'ouvre, saisissez votre texte. Paramétrez le texte (police, style, alignement et taille)
Pour avoir du relief, conservez les cases Plein et Extrudé cochées
Positionnez et cliquez sur la face sur laquelle vous souhaitez positionner votre texte.
Exporter au format STL
Par défaut, l'extension pour exporter au format stl n'est pas installée dans Sketchup.
Vous pouvez télécharger l'extension à cette adresse
https://extensions.sketchup.com/fr/content/sketchup-stl
Téléchargez et enregistrez le fichier au format rbz
Installer l'extension téléchargée.
Cliquez sur le menu Fenêtre puis Gestionnaire d'extensions
Dans la fenêtre ouverte, cliquez sur Installer l'extension, recherchez le dossier dans lequel vous avez enregistré le fichier sketchup-stl-2.1.7.rbz, sélectionnez ce dernier et cliquez sur Ouvrir.
L'extension est ajoutée dans la liste des extensions et est activée.
Fermez cette fenêtre.
Vous pouvez maintenant exporter votre modèle au format STL.
Cliquez sur le menu Fichier puis sur Export STL...
Dans la fenêtre ouverte, cliquez sur Export puis nommez votre fichier, choisissez le dossier d'enregistrement et cliquez sur Enregistrer.
Numériser l'objet réel avec un scanner 3D⚓
Sense de 3DSYSTEMS
Selon le budget dont vous disposez, vous pourrez acquérir un scanner 3D grand public à partir d'environ 400€.
Le scanner Sense 3D de 3DSYSTEM, est un scanner portable (manuel). Si vous disposez d'un budget plus important, vous pourrez faire l'acquisition d'un scanner avec plateau tournant. Vos numérisation seront plus aisées.
Si vous possédez un scanner 3D, comme par exemple le "Sense 3D Scanner", vous pourrez numériser votre objet pour en faire un fichier stl.
Après avoir installé er démarré le logiciel 3D Systems Sense, vous pourrez numériser vos objets.
L'application est relativement intuitive.
Sélectionnez le type d'objet que vous souhaitez numériser. Réglez les paramètres en cliquant sur l'icône en forme d'engrenage.
Centrez l'anneau cible sur votre objet. Vérifiez en tournant qu'il reste bien positionné sur l'objet
Lancez la numérisation en cliquant sur le bouton de gauche.
Un compte à rebours débute vous avez 3s pour vous positionner correctement sur l'objet
Déplacez le scanner autour de l'objet.
Ne vous déplacez pas trop vite sinon un message apparaît vous demandant de rester immobile.
Vous pouvez mettre en pause et redémarrer avec les boutons à gauche.
Le bouton de droite vous permettra d'arrêter la numérisation.
Il peut arriver que le scanner perde l'image. Dans ce cas un autre message s'affiche vous demandant de vous repositionner sur la zone précédente et de rester immobile pour qu'il récupère l'image.
Vous avez des outils qui permettent d'effacer une partie de l'image, de la rogner, d'ajuster contraste et luminosité ou encore de remplir l'objet s'il subsite des trous.
Votre image finalisée, vous pouvez l'enregistrer ou l'exporter.
Plusieurs formats d'export sont possible STL ou OBJ récupérable par les imprimantes 3D
Préparer l'imprimante 3D⚓
Principe de fonctionnement⚓
Fabrication de support
Au fur et à mesure que la pièce est fabriquée, des éléments de support sont ajoutés. Ce sont tout autant d'éléments à retirer à la fin de l'impression.
Le radier
Pour s'assurer que la surface est bien plane et une bonne accroche de la pièceàimprimer, l'imprimante commence à réaliser un radier.
Cela permet aussi de s'assurer de la bonne hauteur de la buse.
Importer le fichier STL
Positionner, orienter, mettre à l'échelle un objet dans le logiciel d'impression
Régler les paramètres d'impression de l'imprimante
Les manipulations qui vont suivre sont propres à l'utilisation d'une imprimante 3D UP plus 2.
Cette imprimante permet d'imprimer des pièces qui tiennent dans un cube de L= 140mm, de l=140mm et de h=130mm.
Commençons par le commencement !⚓
Installation du logiciel UP ! Studio pour notre imprimante UP plus 2
Télécharger le logiciel UP! Studio
Pour piloter toutes les machines UP, y compris les plus anciennes.
Compatibilité : Windows 7, 8, 10 ou Mac OS (version identique pour Windows et MAC).
Attention : Il est nécessaire de s'enregistrer et d'activer le logiciel, ce qui impose une connexion internet, au moins à la première utilisation. En l'absence d'enregistrement, le logiciel se bloque après une vingtaine d'impressions.
En contrepartie, UP Studio est mieux suivi et signale chaque nouvelle mise à jour.
Étape 1⚓
Initialiser l'imprimante
Avant toute impression, il faut initialiser l'imprimante, c'est à dire l'amener à ses coordonnées d'origine sur x, y et z.
Pour initialiser l'imprimante,
Cliquez sur le menu Impression 3D puis sur Initialisation.
L'imprimante émet 4 bips puis effectue des déplacements sur x, y et z pour se positionner en 0 sur chaque axe et émet à nouveau un bip lorsqu'elle est correctement positionnée.
S'il n'y a pas de connexion entre l'ordinateur et l'imprimante, il est possible d'initialiser l'imprimante en appuyant quelques secondes sur l'interrupteur en face avant de l'imprimante.
Etape 2⚓
Lancer la première extrusion
La première extrusion permet d'engager et de mettre en place le fil dans la tête d'extrusion afin qu'il soit correctement inséré et entraîné lors de l'impression de vos pièces.
Cette opération est obligatoire à chaque changement de bobine.
Cliquez sur le menu Impression 3D puis sur Maintenance.
Dans la boîte de dialogue, vous pouvez contrôler la température de la buse et du plateau en haut à droite.
Cliquez sur le bouton Extruder. la machine émet un bip.
L’extrudeur commence à chauffer jusqu'à 260° environ, l'imprimante émet à nouveau un bip puis va se mettre à extruder le fil.
Un dernier bip indique que l'extrusion est complète. Vous pouvez retirer le fil qui est sorti et refroidi de la buse.
Cette opération est nécessaire à chaque changement de bobine. Pour remplacer une bobine, reportez vous à la notice de votre imprimante.
Etape 3 : le plateau⚓
Installer un plateau martyr
Avant d'imprimer, il faut positionner le plateau martyr sur la table de l'imprimante. Ce plateau comporte des trous afin que le modèle imprimé ne bouge pas pendant l'impression.
Lors de l'impression la matière est poussée dans les perforations ce qui donne plus d'adhérence pour le maintien de la pièce sur le plateau martyr.
A la fin de l'impression, retirer le plateau martyr avant de retirer la pièce imprimée.
Vérification de la planéité et du parallélisme
La planéité est réglée en usine mais il se peut que lors du déplacement de l'imprimante elle se dérègle. Il est donc recommandé lors de la première utilisation de la vérifier.
L'imprimante UP Plus 2 est équipée d'un capteur de planéité. Il se place facilement sur la tête d'extrusion grâce à son aimant.
Il doit être branché à l'arrière de l'imprimante avec le câble dont les extrémités sont des prises jack 3,5 mm.
Attention de bien faire passer le câble par l'extérieur de la potence.
Cliquez sur le menu Impression 3D puis sur Auto Level.
La table de l'imprimante monte doucement jusqu'au contact du capteur. Dès qu'il y a eu contact, la table se déplace à nouveau pour prendre 9 points de mesures différents.
À la fin du calibrage un message s'affiche vous indiquant qu'il est nécessaire de régler la hauteur de la buse avant d'imprimer.
Cliquez sur OK pour fermer la fenêtre.
Il est possible de vérifier la planéité de façon manuelle. Pour effectuer cette opération référez-vous à la notice de l'imprimante.
Calibrer la hauteur de buse
L'opération de paramétrage de la hauteur de la buse est sans doute la plus importante. Elle est la clé de la réussite avant de lancer toute impression.
Réglage de la hauteur de buse.
L'imprimante UP Plus 2 dispose d'un capteur sur l'axe z (hauteur) qui permet de mesurer automatiquement la hauteur de la buse.
Il est fixé sur la table et est relié à l'imprimante par un cordon avec deux prises jack Ø 3,5 mm.
1- Cliquez sur le menu Impression 3D puis sur Nozzle Height Detect
2- La table monte et va se positionner de façon que la buse soit sur le capteur.
3- Une fenêtre vous demande, quel type de plateau vous utilisez, cliquez sur Perf board (plateau perforé utilisé).
4- Un message affiche la hauteur de la buse par rapport à l'origine (ici 134,97).
Cliquez sur OK pour fermer le message.
Si le réglage en hauteur de la buse ne vous convient pas, vous pouvez effectuer un réglage manuel de la hauteur de la buse par rapport à la table.
Reportez vous à la notice de votre imprimante. On viendra tangenter sur une feuille de 80 g/m2 placée entre la table et la buse.
Vérifiez qu'il n'y a pas de matière à l'extrémité de la buse.
Si vous déplacez la machine ou si vous constatez que votre pièce imprimée n'adhère pas correctement au plateau, il faudra refaire un calibrage de la hauteur de buse.
Si le plateau heurte la buse pendant les réglages, il est conseillé de reprendre l'opération de réinitialisation de l'imprimante.
Première extrusion
Il peut être intéressant d'extruder un peu de fil pour vérifier la buse. On en profite pour vérifier la préchauffe.
Importer le modèle dans le logiciel de l'imprimante⚓
Les formats générés par le logiciel
Avant de lancer une impression, vous devez importer le fichier stl de la pièce que vous souhaitez imprimer. L'imprimante 3D UP Plus utilise le logiciel Up développé pour cette imprimante. Il n'accepte que les fichiers au format STL.
Lorsque vous utilisez la commande Sauvegarder du menu Fichier, Le logiciel UP enregistre les fichiers au format UP3 (format stl compressé propriétaire de UP). Si vous utilisez la commande Save as, il enregistre votre projet au format UPP, ce fichier conserve tous les paramètres d'impression réglés.
Importer le modèle stl de la pièce à imprimer
Démarrez le logiciel UP soit par le menu Démarrer ou en double-cliquant sur l'icône ajouté sur le bureau.
Le logiciel présente au centre un cube.
Le cube représenté au centre de l'écran correspond à la zone d'impression maximale de l'imprimante
Importer le fichier stl créé avec un modeleur 3D, récupéré sur le web ou numérisé avec le scanneur 3D
Cliquez sur Fichier puis sur Ouvrir.
Recherchez le dossier dans lequel vous avez enregistré vos modèles. Sélectionnez le fichier et cliquez sur Ouvrir.
Votre modèle est importé dans le cube. Il est possible d'importer plusieurs modèles et de les imprimer en même temps. Pour ajouter d'autres modèles procédez comme dans l'étape précédente.
Pour supprimer un modèle, sélectionnez le en cliquant dessus, puis cliquez sur le bouton droit de la souris et choisir dans le menu contextuel apparu,
ou sélectionner le modèle à supprimer puis cliquez sur l'icône Unload de la barre d'outils.
Attention, lorsque vous placez trop de modèles, il se peut qu'il y ait une déformation des pièces réalisées. Vous devrez réaliser des essais pour tester les différents paramètres d'impression puis les adapter à vos réalisations. C'est l'expérience qui permettra de sélectionner les bons paramètres selon les matériaux, la taille etc.
Lancer l'impression
Lorsque vous avez importé le fichier de votre modèle et avant de l'imprimer, il faut découper le modèle en tranches.
Le logiciel qui pilote la machine dispose de cette fonctionnalité et va donc découper la pièce en tranches c'est ce que l'on appelle le slicing.
La pièce est définie par un ensemble de données telles que l'épaisseur des couches, la quantité de matières, la vitesse d'impression... Généralement les informations sont écrites dans un langage appelé G-Code, déjà utilisé depuis les années 60 cela permet encore aujourd'hui de piloter les machines-outils à commande numérique.
On peut laisser le logiciel gérer tous les paramètres (par défaut) mais on peut aussi intervenir pour régler :
la finesse d'impression,
le taux de remplissage des volumes (pour économiser la matière et le temps),
la gestion des supports de construction...
Lorsque vous cliquez sur Valider pour lancer l'impression, le logiciel lance la procédure de tranchage et affiche le temps de réalisation estimé et la matière consommée.
L'offre de services à l'atelier Canopé de Reims⚓
Les ressources disponibles en prêt à l'atelier Canopé de Reims⚓
Si vous êtes adhérent à la médiathèque de l'atelier Canopé Reims, vous avez la possibilité d'emprunter des ouvrages sur l'impression 3D et sur la modélisation.
SketchUp 2013 (version gratuite)
Cet aide-mémoire efficace traite de SketchUp Make 2013 (version gratuite), référence en matière de modélisation rapide en 3D. Synthétique, il vous permettra de retrouver rapidement les principales fonctions du logiciel. Il a été rédigé avec la version pour Windows mais certaines particularités de la version Mac sont aussi mises en avant. Vous partirez sur de bonnes bases, d'abord par une présentation de l'environnement de travail et des paramètres. Puis vous découvrirez toutes les techniques permettant de modéliser rapidement : secrets du dessin 2D/3D et astuces de modification. Dans les chapitres suivants, vous apprendrez à contrôler et hiérarchiser votre travail en utilisant les groupes et les composants associés à la maîtrise des calques et des scènes. Enfin, vous découvrirez les méthodes de visualisation et d'habillage qui vous permettront de renseigner et de donner vie à votre modèle pour le communiquer. Basée sur une progression pédagogique, s'appuyant souvent sur des exemples, cet aide-mémoire s'adresse aux amateurs éclairés ainsi qu'à tous les professionnels utilisant la 3D.
Un article dans la revue Technologie n°205, novembre 2016
Le marché mondial de l'impression 3D est de 4,1 milliards d'euros en 2015 et une croissance de 25 % par an est prévue sur les cinq prochaines années. Les entreprises sont de plus en plus nombreuses à avoir recours à ces technologies, en progrès permanents. L'impression 3D – ou fabrication additive – leur permet de concevoir des prototypes fonctionnels et d'accélérer la fabrication de petites séries d'objets complexes. Elle représente donc un enjeu économique fort et, pour l'éducation, un enjeu créatif et pédagogique capital.
Ressources sur l'impression 3D⚓
Quelques adresse de sites sur le sujet⚓
Un MOOC sur le site OpenClassrooms pour "Animez un atelier impression 3D "
D'autres ressources sur l'impression 3D
https://canope.ac-amiens.fr/tice/atelier-2/materiel/imprimante-3d-cube-3eme-generation/
All3DP - un magazine sur l'impression 3D
Les meilleurs site pour fichier STL gratuits pour imprimante 3D⚓
Thingiverse
La plus grande base de données de fichiers 3D de cette liste, Thingiverse, est un site Web exploité par MakerBot Industries, les créateurs de la populaire série d'imprimantes 3D Replicator. Le site a une longueur d'avance sur ses concurrents : il héberge plus d'un million de fichiers STL. Une énorme communauté de passionnés propose des fichiers STL gratuits à télécharger plus ou moins complexes et répartis entre différentes catégories. Si vous cherchez des objets intéressants à imprimer en 3D, c'est un très bon endroit pour commencer. Vous trouverez aussi bien un fichier STL d'une citrouille pour Halloween qu'un fichier STL d'un masque d'Iron Man.
MyMiniFactory
MyMiniFactory est une communauté et une base de données hébergeant plus de 50 000 fichiers 3D gratuits (surtout des modèles issus du gaming et de la culture geek).
Une catégorie Education pemet de trouver des fichiers STL utiles en classe : histoire, géographie, physiques, etc ...
Cults
Basée en France, Cults est à la fois une communauté et une place de marché où les fabricants peuvent partager ou vendre leurs modèles 3D. La qualité des quelques 45 000 fichiers STL gratuits est très élevée et les utilisateurs peuvent suivre leurs concepteurs préférés ou obtenir des mises à jour instantanées lorsqu'une nouvelle création est affichée. Ils proposent également des collections organisées autour de grandes marques populaires (pièces IKEA, briques Lego, accessoires pour une GoPro ou des drones). Petit plus : le site Web est disponible en anglais, français et espagnol.
Pinshape
Pinshape est un excellent site Web qui se décrit comme un « marché communautaire 3D riche en fichiers imprimables en 3D ». En d'autres termes, vous pourrez y trouver beaucoup de fichiers STL gratuits à télécharger, mais il fonctionne également comme une plateforme permettant d'acheter et vendre des modèles 3D de qualité supérieure. Le blog de la communauté aborde par ailleurs des sujets intéressants qui valent la peine d'être lus. Intéressante collection dans la catégorie "Education"
