Initiation à l’impression 3D

Thématiques

  • Impression 3D
  • Modélisation 3D

Participants 10

Durée 2h

Public Adultes dès 12 ans

Prérequis Maîtrise de base de l’ordinateur

Matériel

  • Imprimante 3D, filament
  • Postes pour les participants
  • Vidéoprojecteur
  • Objets imprimés en 3D, croisant différentes techniques de modélisation (scanner 3D, CAO, photogrammétrie, données topologiques, …), illustrant certaines particularités de l’impression 3D (supports en fonction de l’angle de porte-à-faux, adhérence au plateau, motifs de remplissage), et certaines utilisations de l’impression 3D (décoratif, prototypage industriel, bricolage, réparations, ludique, scientifique, …)
  • (optionnel) Raspberry Pi avec

Préparation

  • Installer Ultimaker Cura sur les postes, et configurer le logiciel pour l’imprimante à disposition
  • Connecter tous les postes des participants à un compte partagé Tinkercad
  • Disposer les objets de présentation sur une table
  • (optionnel) Démarrer le Raspberry Pi et afficher l’interface OctoPrint

Déroulé

Introduction (5 min)

Présenter le lieu, le(s) animateur(s), le déroulé de l’atelier.

Présentation de la machine (15 min)

Présenter le consommable, la machine et son fonctionnement en interaction avec les participants : comment pensez-vous que cela fonctionne ?

Présenter le consommable, l’acide polylactique (PLA). Il s’agit d’un bioplastique, compostable (difficilement, pas en milieux naturel), composé principalement d’amidon de maïs. Il n’est pas toxique, ou dangereux pour l’environnement (source CNRS).

Ce plastique est chauffé par la tête de l’imprimante, l’identifier sur l’imprimante. La température de fusion est autour de 150°C. La tête monte à 210°C : plus elle sera chaude, plus le plastique sera fluide.

Présenter les 3 axes de déplacements : 2 pour la tête, le dernier pour le plateau.

La tête procède en imprimant des couches de plastique.

Le plateau est chauffé pour atteindre 60°C. Cela permet d’éviter que le plastique, en refroidissant, ne se rétracte et se décolle du plateau. Montrer une vidéo de perte d’adhérence au plateau. 60°C est la température de transition vitreuse du PLA : la transition entre un état solide, rigide, et un état caoutchouteux.

(optionnel) Montrer l’interface OctoPrint et les relevés de température.

Lancer une impression d’un objet durant un peu plus d’une heure.

Présentation des objets (10 min)

Présenter les différents objets présents sur la table, la technique utilisée pour la modélisation, la durée d’impression, etc. Illustrer différentes applications de l’impression 3D. Répondre aux premières questions des participants.

Montrer par exemple le prototypage de mécanismes flexibles : Pourquoi les machines qui courbent sont meilleures.

Autres techniques d’impression (10 min)

Présenter d’autres techniques d’impression 3D :

Présenter également d’autres applications :

Modélisation (30 min)

Version classique

Installer les participants sur les postes. Présenter Tinkercad comme une application web gratuite. Autodesk, l’éditeur de Tinkercad, propose également le logiciel Fusion360, gratuit pour une utilisation individuelle, et permettant d’aller plus loin dans la modélisation.

Commencer une nouvelle création. Expliquer comment se déplacer, tourner et zoomer dans Tinkercad.

Tinkercad fonctionne par manipulation de volumes élémentaires. Utiliser un cube pour créer une plaque de 50x20x2 mm. Montrer les fonctionnalités de texte et de dessin. Expliquer la fonctionnalité d’alignement.

Laisser aux participants une dizaine de minutes pour ajouter des éléments décoratifs sur la plaque (un prénom, un dessin, etc.).

Expliquer le fonctionnement du perçage. Ajouter un cylindre de perçage dans un coin de la plaque, pour en faire un porte-clés. Expliquer et utiliser la fonctionnalité de groupement.

Demander aux participants de renommer le fichier avec leur nom. Passer auprès d’eux vérifier la validité des dimensions et des motifs choisis.

Version « médaille olympique »

Installer les participants sur les postes et présenter Tinkercad. Chaque participant ouvre un projet dédié créé à l’avance en dupliquant un projet de base. Ce projet contient des coins arrondis creux de 3x3x4 mm, dont la modélisation, bien que totalement faisable à l’aide de Tinkercad, est hors de la portée de cet atelier.

Guider les participants dans la réalisation du gabarit de la médaille :

  • Ajouter un cylindre plein de 60x60x4 (augmenter le nombre de côtés pour lisser la forme)
  • Ajouter un cube plein de 30x20x4
  • Positionner et grouper les deux coins arrondis supérieurs au cube
  • Ajouter un cube plein de 26x7x4
  • Positionner et grouper les quatre coins arrondis supérieurs au petit cube
  • Convertir le petit cube en creux
  • Centrer horizontalement les trois éléments
  • Positionner verticalement les trois éléments et grouper
  • Ajouter un cylindre creux de 54x54x2 (augmenter le nombre de côtés pour lisser la forme) à 2 mm de hauteur
  • Centrer horizontalement et aligner au bas de la médaille, puis monter le cylindre de 3 mm à l’aides des flèches directionnelles du clavier
  • Grouper

Importer un pictogramme olympique, préalablement converti en SVG, de 1 mm de haut. Positionner et grouper. D’autres silhouettes que les pictogrammes olympiques peuvent être proposés : du texte, des silhouettes de sportifs, etc.

Tranchage (15 min)

Exporter le fichier au format STL. Expliquer rapidement le principe de la tessellation et l’utilisation de triangles pour représenter nos surfaces modélisées. Montrer par exemple que le cylindre n’est pas parfaitement circulaire.

Expliquer le principe de langage machine. Ouvrir le fichier STL dans Cura.

Présenter différents paramétrages : hauteur de couche, vitesse, remplissage, supports et adhérence, en s’appuyant sur des objets de démonstration.

Montrer l’onglet « Aperçu » et les différentes couches qui constitueront la pièce imprimée, à l’aide des curseurs de progression.

Exporter le fichier GCODE. Montrer le contenu d’un tel fichier avec le Bloc-notes : une liste d’instructions indiquant une position et une quantité de plastique à extruder.

Conclusion (5 min)

Demander aux participants une adresse mail ou un numéro de téléphone pour être prévenu lors de l’impression de leur pièce, afin qu’ils puissent venir la chercher dans les jours qui suivent.

Présenter les modalités d’accès et d’utilisation des machines de l’Atelier en dehors des animations.

Ressources