L'impression 3D : c'est quoi ?

La fabrication additive (1980-1990)

• distinction avec le fraisage ou l'usinage
• accessible ? 400-2000€ chez soi (vs. 15K-250K€ pro)

Va devenir omniprésente !

• “découverte” qui se généralise, mais...
• une imprimante dans chaque foyer ? (non...)

Quel intérêt ?

Applications :

• prototypage industriel:
   aperçu réel, ergonomie, pré-production
• formes complexes:
   idéal pour des accessoires, accroches, squelettes...
• fonctionnel:
   domotique, robotique, photographie...
• créativité:
   vases, boites, figurines, casse-têtes, pendentifs, lunettes, lego...
• économie:
   réparer, ne pas jeter, ne pas commander en chine ;)

Un nouveau paradigme industriel et économique ?

• Une parade à l'obsolescence programmée : la "révolution économique 2.0" ?
• Mais aussi le prochain combat du copyright (cf. mp3) !

Comment : au laser ? ... un jour !

Laser sintering:

• fusion/agglomération par des lasers (croisés ou non), sur
• une résine polymérisée
• une poudre plastique ou metallique
     

Avantages et inconvénients

• qualité franchement élevée
• imprimantes et matières encore trop chères
• choix des matériaux: plastiques et métaux !
• disponible via des services web devenus grand public :
   shapeways, imaterialize, ponoko, redeye, sculpteo (FR)

Comment : “au fil chaud” chez soi

• Fused Deposition Modeling ou “au fil chaud” (~2003)
• une buse chauffante, selon le principe du pistolet à colle
• dépose de la matière en fusion sur un plateau
• entraînement d'un fil de plastique pour alimenter la tête en continu
• positionnement précis sur 3 axes (tête, plateforme, ou les deux)

Comment : “au fil chaud”

Avantages et inconvénients

• qualité correcte à mauvaise (0.1-0.4mm)
• imprimantes et matières très accessibles
• choix des matériaux: tout ce qui fond à 100-250°
  • plastiques: ABS, PLA (compostable !), PVA...
  • ceramique, chocolat...
• très grand choix d'imprimantes... pour les bricoleurs avertis
• quelques imprimantes semi-pro deviennent accessibles

Plateforme ouverte

Historique: créé vers 2005, premier objet "grand public" en 2008.

Opensource ET openhardware: nombreux dérivés et variations matérielles

Objets existants

• Innombrables objets sur www.thingiverse.com
• Introuvable ? Crééz les vôtres vous même !
  
• Souvent sous Creative Commons : pour le meilleur !
     

Acheter une imprimante 3D ?

• stimulant: explorations d'innombrables améliorations (cf. mon blog
• communauté très vivante, multicompétente et réactive
• facilement réparable et améliorable... avec une autre imprimante !?
• faible cout de production (1Kg de PLA < 50€ avec FDP)
• matière première potentiellement écologique
• probablement plus utile qu'une fraiseuse :
   formes complexes ou inclusions (cf. bouteille de klein)

Détails (diamants sur le capuchon "bowden clamp")

Ne PAS acheter une imprimante 3D ?

• généralement en kit, sans garantie... pour bricoleurs avertis!
• peu stables, entretien/supervision à prévoir
• lentes: pas de production massive possible
• finitions variables (nettoyage), parfois très bonnes (pro vs. amateur!)
• limites de la technologie (supports parfois requis, réglages)
• transfert des compétences !
   de l'artisanat (dexterité + outils réels) vers la CFAO
   émergences d'outils ergonomiques (tinkercad) et de sites dédiés (thingiverse)

Le kit ultimaker...

Cliquez pour une vidéo de l'assemblage en timelapse (youtube)

Chaine de traitement typique

• Création ou téléchargement ?
• conception 3D:
   Catia, 123CAD, autodesk (pro énormes), Blender (gros gratuit),
   Sketchup (connu), Tinkercad (web), Openscad (programmé)...
• export en STL (description 3D standardisée)
• Impression
• "slicing" :
   découpage en couches fines,
   génération de GCODE (vieux: 1950!),
   avec Skeinforge, Slic3r...
• envoi du GCODE à l'imprimante, qui l'interprète (5D, Marlin, Sprinter...)
• Logiciels ergonomiques ? replicatorg, Cura, netfabb...
  le choix ne manque pas mais il faut rester bricoleur !

Un exemple "live"

• profil inkscape via vectorisation
• export DXF (Drawing eXchange Format)
• import openscad
• extrusion 3D
• combinaison (ex. intersection sphere)
• export STL (STereoLithography)
• import Cura
• découpage Skeinforge en GCODE
• impression Pronterface

Extensions...

• Auto-réplication: les puristes et les "vitamins"
• Plugins matériels :
• Plateau chauffant
• Autonomie (écran de contrôle, carte SD...)
• Double tête (deux couleurs, ou deux matériaux: plastique soluble...)
• Gravure...
• Sujet bouillonnant actuellement !
   Prévoir des avancées spectaculaires cette année je pense.

Références et liens

• Introduction
• Wikipedia : prototypage rapide et imprimantes 3D
• Sites d'information spécifiques :
• www.tridimake.com (mon blog, en anglais),
• www.reprap.org, www.fabathome.org...
• Services web pro
• Compter 10 à 50€ la pièce avec FDP !
• Shapeways, imaterialize
• Non testés: ponoko, redeye, sculpteo (FR!)...
• Quelques imprimantes accessibles :
• makerbot, ultimaker, replicator : 1000-2000€
• mendel, huxler, printrbot, rapman : 400-800€
• les professionels arrivent sur le marché: UP! (~1500€), efficace semble-t-il!