L’informatique, cela reste du virtuel. L’outil est pratique pour faire des recherches sur des sujets plus ou moins complexes ou concevoir de nouveaux produits. Mais le passage de la conception à la réalisation nécessite, à nous les Nerds, des compétences manuelles. Les travaux manuels étaient notre plus grande faiblesse après le sport. Est-il possible de concevoir une machine qui créerait physiquement nos modélisations ?
L’imprimante 3D est née de ce besoin. Remplacer nos mains et nous permettre de nous concentrer sur la partie intellectuelle. J’exagère mais le défi est là. Et la question est comment faire. Pour cela deux solutions :
- soit on ajoute de la matière.
- Soit on retire de la matière.
La matière a un coût et la seconde solution entraîne des pertes importantes, à moins de travailler le bois. C’est donc la première solution qui est principalement retenue dans les solutions d’impression 3D. Comment automatiser tout ce processus ? Le défi est le même que pour imprimer du texte sur une feuille de papier. Une feuille, c’est un plan sur lequel on dépose de l’encre, et une faible épaisseur. En cumulant les feuilles, on obtient un pavé.
En impression 3D, le support n’existe pas. Ou exactement le support est l’encre déposé sur la couche précédente. Enfin, ici il ne s’agit pas d’encre mais de matière fondue. Généralement du plastique issu de produits pétroliers pour l’ABS, le PETG, … ou de l’agriculture pour le PLA. Non, je ne fais pas cuire du maïs chez moi. C’est l’odeur de ce plastique issu de l’amidon de maïs.
L’idée de l’imprimante 3D est là. Une buse se déplace sur un plan (x,y) et dépose une fine couche de matière fondue. Après une première couche, elle se lève de 0,1 mm et dépose une nouvelle couche. L’objet complet apparaît en même temps que la buse progresse sur l’axe ‘z’.
L’objet de vos rêves que vous avez conçu avec un logiciel de conception ou que vous avez récupéré sur un site (comme Thingiverse, Cults 3D, …) doit donc être découpé pour être utilisable par l’imprimante. Le programme qui fait ce travail est nommé ‘slicer’. Il prend votre objet, le découpe en tranche plus ou moins fines et décrit pour chaque tranche le parcours de la buse et la vitesse d’extrusion du filament de plastique.
Le logiciel le plus connu pour ce type de travail est Ultimaker Cura. Il calcule le chemin de la buse dans un fichier de type g-code. Ce fichier est compréhensible par l’imprimante 3D. Cela ressemble un peu au Turtle de notre enfance. ‘Avance de 5 cm. Tourne de 90°. Avance de 5 cm …’ Il s’agit d’une série d’instruction qui indiquent la vitesse, le déplacement de la buse, la température de la buse, …
Le slicer adapte le programme en fonction de l’imprimante. Il autorise aussi la modification de nombreux paramètres. Il en existent plusieurs centaines. En pratique, il est possible de limiter les paramètres à la matière utilisée et à l’épaisseur des couches.
Avec tout cela, on n’a encore rien imprimé. Contrairement à une impression papier, les ratés sont nombreux. Et c’est long, très long. Avec une imprimante pour particuliers, comptez à peu près 1h pour 10 grammes de matières. Imprimer la moindre babiole dure des heures.
Si vous imprimez du PLA, le problème sera l’odeur. Pour d’autres matières, vous risquez de produire des COV (Composés Organiques Volatiles) potentiellement toxiques. Donc l’imprimante doit être dans une pièce aérée. En plus, les moteurs qui déplacent la buse sont bruyants. Entre le bruit et l’odeur, vous risquez de ne pas supporter la cohabitation longtemps.
Enfin, l’impression 3D n’aime pas les courants d’airs, et après des heures d’impressions et des dizaines de grammes de matières, vous risquez de devoir jeter la pièce à cause du phénomène de warping, la pièce s’est déformée suite à la rétraction des couches inférieures. Et oui, en se refroidissant, la matière se contracte.
Si vous achetez une imprimante 3D, placez-la dans un garage, ou faites un meuble IkeHack pour l’isoler. Une autre solution est de faire imprimer vos pièces dans des fermes d’impression et de vous les faire renvoyer par la poste. De nom, je peux citer Sculpteo, mais il doit y avoir bien d’autres services
Un dernier point pour cette introduction à l’impression physique. Si vous avez peur de la consommation électrique, dites-vous qu’une imprimante ne consomme pas plus que un ordinateur allumé.
Les avantages de l’impression 3D sont nombreux. Créer des cadeaux personnalisés, réparer des objets du quotidien, concevoir de nouveaux outils, … La technologie demande cependant un investissement non négligeable avant de maîtriser ses impressions.
Un dernier rappel pour la route. Les objets en plastiques se dégradent très lentement dans la nature, même s’ils sont en PLA. Donc, jetez les à la poubelle s’ils sont inutilisables.