L’impression 3D, on en a tous entendu parler. Technique un peu futuriste il y a quelques années, on la pense encore trop souvent réservée aux “geeks”. Certes, comme toute nouvelle technologie, il faut dans un premier temps, l’apprivoiser. Mais une fois que vous aurez fait connaissance avec elle, vous découvrirez que l’imprimante 3D n’est pas forcément destinée aux caïds de l’informatique et qu’elle peut être bien plus qu’un gadget. Aujourd’hui, grâce à de très nombreux modèles mis à disposition par des “makers” du monde entier, vous pouvez ré-imprimer des objets déjà conçus sans même ouvrir un logiciel de modélisation 3D.
Les prix des machines ont également beaucoup diminué ces dernières années et envisager de faire entrer l’imprimante 3D dans la liste des outils disponibles à la maison est à présent envisageable. Les premiers modèles disponibles aux alentours de 200€ sont déjà largement performants pour un usage domestique.

A l’occasion de la fête du bricolage, on vous propose donc un guide complet pour découvrir et vous lancer dans l’impression 3D et un tutoriel pour mettre ça en pratique avec la création d’un meuble modulaire à base de connecteurs imprimés en 3D et de planches de bois. Alors, prêt, 1, 2, 3D !

L’impression 3D, comment ça marche ?

L’imprimante 3D permet de fabriquer des objets en volume, grâce à ce qu’on appelle un procédé de “fabrication additive”. On fabrique l’objet couche par couche. Pour vous permettre de visualiser ce procédé, imaginez une pile de crêpes. Vous déposez de la pâte sur votre poêle pour fabriquer la première, puis vous empilez les crêpes jusqu’à obtenir une grande pile.
Dans le cas de l’impression 3D, notre pâte est un filament de matière qui est fondu par la machine et déposé aux bons endroits sur le plateau. On forme ainsi la base de notre objet et une fois cette première couche réalisée, la machine peut accumuler les suivantes jusqu’à obtenir l’objet complet en 3D.

Comme nous, l’imprimante 3D a besoin de la recette : il s’agit d’un “plan” de fabrication de l’objet, présenté généralement sous la forme d’un fichier informatique (au format .stl ou .gcode).
Vous pouvez au choix, inventer vos “propres recettes” et concevoir de A à Z votre objet (dans ce cas, il faut le concevoir sur ordinateur avec un logiciel de conception 3D) ou aller piocher dans la grande bibliothèque disponible en ligne pour en trouver des milliers déjà modélisés.

Le jargon de l’impression 3D
S’il fait parfois un peu peur, c’est sûrement parce que le monde de la 3D est peuplé de mots étranges, inconnus aux novices.
ABS, PLA, extrudeur, buse, STL … : si vous rencontrez ces termes, on vous a déniché le dictionnaire 3D-français pour vous permettre de comprendre tout ça.
> Voir le glossaire de l’impression 3D sur le site Sculpteo

Que peut-on fabriquer avec une impression 3D ?

Manche pour embout modélisé en 3D par Perinski

La liste est longue, de la prothèse pour main aux pièces d’échecs personnalisées, il est quasiment impossible de lister l’ensemble des possibilités offertes par l’impression 3D.
On a donc décidé de se pencher principalement sur ses applications utiles pour le bricoleur : impression de pièces détachées introuvables pour réparer des outils ou des objets, de gadgets pour simplifier la vie du bricoleur, d’éléments pour des pièces de modélisme ou pour le design d’objets, ou même d’outils d’appoint en attendant de trouver ou d’investir dans un modèle classique.

Voici quelques exemples concrets :

Que faut-il pour réaliser sa première impression 3D ?

Une imprimante 3D

> Voir les imprimantes 3D disponibles sur Manomano

Pour débuter dans l’impression 3D, nous vous conseillons d’acquérir une machine avec un bon rapport qualité/prix . Vous n’avez pas besoin dans un premier temps d’un modèle professionnel. Nous vous déconseillons les imprimantes d’entrée de gamme à moins de 100€ (en tout cas, au moment où nous écrivons l’article, en 2021) qui risquent de ne pas vous offrir une bonne expérience.

Choisissez des marques qui ont fait leurs preuves (repérez le bandeau “Top ventes” sur Manomano).
Si vous êtes bricoleur, vous pouvez opter pour un modèle à monter vous-même (souvent indiqué par la mention “DIY” ou “kit”). Si vous n’avez pas le temps et que vous souhaitez seulement ouvrir et brancher votre machine, vérifiez que le modèle est livré prêt-à-l’emploi.

Autre critère à prendre en compte : les filaments acceptés. Le plus classique est le fil de PLA 1,75 mm, on vous en parle dans le paragraphe suivant.

Enfin, nous vous conseillons de vérifier avant l’achat les procédures de réglages à réaliser avant chaque impression. En effet, selon les modèles, votre machine peut être capable de s’auto-calibrer ou non et dans ce dernier cas, vous aurez besoin de régler de façon très précise le niveau du plateau.

> Consulter notre guide pratique pour vous aider à choisir votre imprimante 3D selon vos besoins

Imprimante Creality Ender V3 avec laquelle les impressions du meuble ont été réalisées

Et le stylo 3D ?
Pour quelques dizaines d’euros, vous trouverez également des stylos 3D. Ne vous attendez pas à réaliser des objets très solides avec ce type d’outils. Ils sont plutôt réservés à une découverte de la technique et à une application pour la déco d’objets et les loisirs créatifs.

De la matière

Elle présente sous la forme de rouleau de fil, qui peut être composé de différentes éléments. La plus classique est sans aucun doute le PLA (pour “PolyLactic Acid”). Il s’agit d’un bioplastique, fabriqué à partir de matières végétales (généralement de l’amidon de maïs) et biodégradable (à condition d’être collectés et traités par compostage industriel).
On trouve aussi des rouleaux d’ABS, un plastique issu de l’industrie pétrochimique et des options plus vertes, comme des filaments fabriqués à partir de coquillages (huitres, coquilles St Jacques, moules, …), de marc de café ou de blé et même des filaments recyclés.
Autre option, le TPU, une matière souple, comme les coques de téléphone.

Les fils sont disponibles dans une multitude de couleurs et d’effets (pailleté, iridescent, métallisé, mat …) et différents diamètres (le plus classique est 1,75 mm).

Vérifiez ce que votre imprimante 3D accepte comme fil avant de l’acheter et évitez les fils très bon marchés dont la qualité laisse souvent à désirer (un fil mal enroulé par exemple ne permettra pas une impression correcte).

> Consultez notre guide pratique pour choisir ses consommables d’impression 3D

Quelques outils

Quelques outils sont généralement fournis avec la machine: coupe fil, grattoir et spatule, kit de nettoyage pour la buse et le plateau, tournevis de précision à retrouver pour la plupart dans notre catégorie Imprimantes 3D et accessoires
Pour la finition de vos pièces, un couteau de précision, un tapis de découpe et un jeu de pinces peuvent être utiles.
Enfin, nous vous conseillons d’investir dans un pied à coulisse qui vous sera utile pour mesurer avec précision.

Comment réaliser sa première impression 3D ?

Trouvez un fichier à imprimer

Il existe beaucoup de sites où vous pourrez trouver des objets déjà modélisés par exemple Thingiverse,  Cults3D ou Youmagine.
On peut y télécharger des fichiers .STL qui sont en quelque sorte le plan 3D de votre objet. Certains makers mettent aussi à disposition des fichiers .SCAD qui vous permettent de les personnaliser. Dans ce cas, le créateur propose des paramètres (un diamètre, une taille, un texte, …) que vous pouvez modifier avant d’exporter votre fichier .STL (sur le site directement ou via un logiciel comme OpenScad ou Sketchup) pour personnaliser votre objet.

Comment modéliser vos propres objets ?
Pour créer des objets personnalisés de A à Z, vous devrez apprendre à maîtriser un logiciel de modélisation 3D, comme FreeCad, OpenScad ou Sketchup, cités plus haut.
Pour débuter, une option simple est d’utiliser des outils en ligne comme Tinkercad qui vous permettent de créer des objets en utilisant des formes simples que vous pouvez grouper ou évider.

Convertir le plan 3D de votre objet en couches pour l’imprimante

Certaines imprimantes acceptent qu’on leur envoie des fichiers .STL mais la plupart demandent un fichier .GCODE. Vous devrez donc utiliser un logiciel qui va “slicer”, c’est-à-dire découper le plan 3D fourni par le STL en tranches successives à imprimer par la machine.
Pour cela, il faut utiliser un logiciel qui peut être fourni ou en installer un, comme Ultimaker Cura par exemple.

Configurer votre machine

C’est également dans ce même logiciel, que vous pourrez indiquer tous les paramètres de votre impression, comme par exemple la température à laquelle il faut chauffer le filament, le taux de remplissage des pièces, l’épaisseur de chaque couche, … à choisir selon le type de filament utilisé, la qualité souhaitée pour vos impressions et la forme de votre objet.
Dernier réglage, côté machine cette fois, vous devez régler précisément le niveau du plateau si votre imprimante n’est pas équipée d’un réglage de niveau automatique.

Lancer l’impression

Une fois les réglages réalisés, insérez le fil dans l’orifice de la tête d’impression,, préchauffez la buse d’extrusion du filament et la surface du plateau à la bonne température, et lancez l’impression. Selon la taille de votre objet, l’impression peut prendre quelques minutes à plusieurs heures, voire quelques jours pour les impressions les plus complexes.
La machine va tout d’abord réaliser un “lit” pour assurer une bonne adhésion de la pièce sur le plateau, puis elle va déposer le filament fondu aux bons endroits, couche par couche.

Réaliser les finitions

Votre pièce est imprimée ? Détachez-la du plateau, enlevez les couches de matières ajoutées par la machine (des supports sont parfois nécessaires pour imprimer correctement les parties en porte-à-faux) avec un couteau de précision. Vous pouvez même poncer votre pièce avec un papier abrasif au grain fin pour la lisser ou la peindre.
N’oubliez pas non plus de nettoyer le plateau et la buse de votre machine.

Do it yourself : réaliser un meuble modulable avec l’impression 3D pour l’atelier

Au-delà de ce guide, nous avons voulu vous montrer un exemple concret de réalisation. Nous avons opté pour la fabrication d’un meuble modulable. Nous avons choisi d’imprimer en 3D différents connecteurs pour des planches de bois afin de les utiliser pour fabriquer un meuble sur mesure de façon très simple.

Le matériel nécessaire à la fabrication du meuble modulable avec connecteurs imprimés en 3D

Pour réaliser ce meuble, vous aurez besoin :

Les connecteurs utilisés
Les pièces que nous avons imprimées en 3D ont été désignées par un étudiant d’origine finlandaise, Milla Niskakoski et remixées par un autre utilisateur Tsiskari, qui les a rendues paramétrables, permettant notamment d’utiliser des planches de l’épaisseur de son choix.

Étape 1 : Imaginez votre meuble

Faites un rapide croquis du meuble que vous souhaitez réaliser. Ne partez pas sur un meuble trop grand car les planches pourraient fléchir si vous y rangez des charges lourdes.
A chaque intersection de planches, notez le connecteur dont vous avez besoin : en L, en T, en + avec ou sans pied, … ? Si vous avez dessiné votre plan en 2D, n’oubliez pas qu’il faut un module à l’avant de votre meuble et un à l’arrière.

Étape 2 : Sélectionnez les pièces et exportez le fichier d’impression

A partir de votre schéma, sélectionnez les modules de connexion dont vous avez besoin. Pour le modèle visible sur le dessin ci-dessus, il faut :

  • 4 modules en L
  • 4 modules en L avec des pieds
  • 6 module en T
  • 2 modules en T avec des pieds

Ici, par souci de rapidité, nous avons téléchargé les fichiers paramétrables (.scad) sur la fiche Thingiverse et les avons configurés dans Open SCAD en indiquant une épaisseur de 1cm et en ajoutant des petits renforts pour les pièces qui seront situées à l’arrière du meuble.

Une fois que vous avez sélectionné et personnalisé vos différents connecteurs selon vos besoins, exportez chaque modules en fichier .stl.

Etape 3 : Préparez et lancez l’impression

Importez les fichiers .STL dans votre logiciel (nous utilisons Ultimaker Cura) et disposez-les sur le plateau (ce logiciel peut vous proposer une disposition automatique pour répartir les pièces de la façon la plus adaptée).
Réalisez les réglages, selon la matière que vous utilisez.
A titre informatif, avec du PLA de la marque Polymaker, nous avons utilisé les réglages suivants :

  • Température de la buse : 210 C°
  • Température du plateau : 55 C°
  • Taux de remplissage des pièces : 20%
  • Pas de support
  • Vitesse de la buse 50mm / sec
  • Epaisseur des couches : 0.2mm

Une fois tous vos paramètres vérifiés, lancez l’impression. Pour imprimer l’ensemble des pièces, nous avons réalisé 3 séries d’impression, qui ont pris à peu près 3 jours au total.

Etape 4 : Assemblez votre meuble

Une fois les pièces imprimées, la réalisation du meuble est simplissime, puisqu’il s’agit uniquement d’insérer les modules aux coins des planches et de les connecter entre elles.

A noter : prenez bien en compte l’épaisseur des connecteurs quand vous calculez les dimensions de planches nécessaires.

Un des grands intérêts de ce type de meuble est de vous permettre de réaliser un meuble à des dimensions précises très rapidement et facilement, sans clou, ni vis, ni colle, une fois les modules imprimés. Vous pourrez également le remixer en modifiant la configuration des planches et modules ou l’agrandir si besoin !

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Auteur

Auteure en loisirs créatifs élevée dans une famille de bricoleurs, j'aime me creuser la tête pour trouver comment fabriquer moi-même les objets qui m'entourent.

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