Qu'est ce que l'impression 3D ?

L’impression 3D, ou fabrication additive, est une technologie qui permet de créer des objets physiques en trois dimensions à partir d’un fichier numérique. Contrairement aux méthodes traditionnelles de fabrication (qui consistent souvent à enlever de la matière, comme dans le cas du fraisage ou du tournage), l’impression 3D construit les objets couche par couche en superposant un matériau.

Comment fonctionne l’impression 3D ?

  1. Conception numérique : Un modèle 3D est conçu sur ordinateur grâce à un logiciel de modélisation 3D ou téléchargé depuis des bibliothèques en ligne.
  2. Découpe en couches (slicing) : Le fichier 3D est transformé en un ensemble d'instructions indiquant à l’imprimante comment déposer les couches de matériau.
  3. Impression : L'imprimante 3D utilise des matériaux tels que le plastique, le métal ou la résine pour construire l’objet, couche après couche.

Glossaire, mots généralement employés : 

1.PLA (Polylactic Acid) : Matériau plastique biodégradable couramment utilisé en impression 3D, facile à imprimer et idéal pour les débutants, avec une température de fusion autour de 190-220°C.

2.ABS (Acrylonitrile Butadiene Styrene) : Plastique robuste et résistant à la chaleur, souvent utilisé pour des pièces fonctionnelles, nécessitant une température de 230-250°C et un plateau chauffant.

3.PETG (Polyéthylène Téréphtalate Glycol) : Matériau combinant la solidité de l'ABS et la facilité d'impression du PLA, résistant aux chocs et à l'humidité (température : 220-250°C).

4.TPU (Thermoplastic Polyurethane) : Filament flexible et élastique, idéal pour les pièces souples comme les coques de protection ou les joints, avec une température de 210-230°C.

5.Support (Structures de soutien) : Structures imprimées temporairement pour soutenir des parties en surplomb d'un modèle et retirées après impression.

6.G-code : Fichier contenant les instructions spécifiques à une imprimante 3D pour construire un modèle, généré par un logiciel de tranchage.

7.Tranchage (Slicing) : Processus consistant à convertir un modèle 3D en couches superposées, traduites en instructions G-code pour l'imprimante.

8.Plateau chauffant : Surface de l'imprimante qui maintient la base du modèle chaude pour éviter le décollement lors de l'impression.

9.Extrudeur : Partie de l'imprimante qui pousse le filament fondu à travers la buse pour former le modèle.

10.Hotend : Partie de l'imprimante 3D où le filament est chauffé et fondu avant d'être extrudé à travers la buse. 

11.Buse : Embout métallique de l'extrudeuse par lequel sort le filament fondu, généralement disponible en différentes tailles pour ajuster la précision.

12.Slicer : Logiciel qui transforme un modèle 3D (souvent au format STL, OBJ ou similaire) en instructions spécifiques (G-code) pour l'imprimante 3D. Il découpe le modèle en couches (slices) et détermine les paramètres d'impression, comme la vitesse, la température, l'épaisseur des couches, et la structure des supports si nécessaire. Exemples populaires : Cura, PrusaSlicer, Simplify3D

 

Ressources  :

  • Support de présentation (initiation) :

https://nuage03.apps.education.fr/index.php/s/SS63bigDfWTjpLs

 

  • Quelques STL pour débuter :

https://nuage03.apps.education.fr/index.php/s/DYxjZ8qm4FZQdEQ

 

  • Logiciel Slicer REXprint_4.2.1_win64 (lien de téléchargement) :

https://nuage03.apps.education.fr/index.php/s/dyyqXta3x7Gmorn<

 

 

Le format STL (Standard Triangle Language) :

  • Ancien format créé dans les années 1980.

  • Décrit uniquement la géométrie en triangles.

  • Ne stocke aucune autre information que la géométrie :

    • Pas de couleurs

    • Pas de matériaux

    • Pas d'informations sur l'impression (orientation, support...)

  • Taille des fichiers souvent élevée pour des modèles complexes.

  • Peut facilement contenir des erreurs de géométrie (trous, géométries non fermées).

Avantages :

  • Universellement accepté par presque tous les logiciels et imprimantes 3D.

  • Simple et fiable pour transmettre une géométrie brute.

Inconvénients :

  • Très limité en fonctionnalités avancées.

  • Nécessite souvent une réparation ou un nettoyage du fichier.

 

Le format 3MF (3D Manufacturing Format) :

  • Nouveau format développé par le consortium 3MF (Microsoft, Autodesk, Ultimaker, HP, etc.).

  • Intègre des données complètes sur le modèle :

    • Géométrie précise

    • Couleurs, textures et matériaux

    • Paramètres d’impression (orientation, remplissage, supports...)

    • Plusieurs objets ou assemblages dans un seul fichier

  • Format ouvert conçu spécifiquement pour la fabrication additive (impression 3D).

  • Fichiers souvent moins lourds que les STL grâce à une compression plus efficace.

Avantages :

  • Fichier plus riche en informations.

  • Permet un flux de travail d’impression optimisé.

  • Moins d’erreurs géométriques courantes.

Inconvénients :

  • Encore en cours d'adoption, moins universel que STL.

  • Certains logiciels ou anciennes imprimantes 3D ne prennent pas encore en charge le 3MF.

 

Quand utiliser chaque format ?

  • STL : pour une compatibilité maximale (partage rapide, utilisation universelle).

  • 3MF : pour une impression optimisée et riche en détails avec des logiciels et imprimantes récents.

 

Visualiseur en ligne de fichier d'impression :

 

1. https://www.viewstl.com/ - Très simple d'utilisation, rapide et ne nécessite aucune inscription.

 

2. https://3dviewer.net/ - Interface complète et intuitive, avec des fonctions de mesure et rotation faciles..

 

3. https://viewer.autodesk.com/ - Très performant, gère plusieurs formats de fichiers et propose des outils avancés.

 

Site de référence concernant des fichiers d'impressions 3D à télécharger :

Thingiverse.com