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Transcript

Formation
Impression 3D

De la conception à la réalisation

Kurtz Théophile

Marseille

Nous allons voir les méthodes de fabrication existantes dans un premier temps.


Puis comment concevoir sa pièce et l'imprimer

Le fil rouge

Introduction

4. Du STL au réel

1. Les procédés de fabrication

5. L' impression

3. Concevoir sa pièce

6. Maintenance

2. L'impression 3D, kézako ?

Index

Un bref aperçu des technologies

Les procédés de fabrication

1

  • Reproduction par prise d'empreinte

  • Réalisation en assemblant

  • Réalisation en déformant la matière

  • Enlèvement de matière

L'usinage

Par assemblage

Par déformation

Moulage

1

3

4

2

Fraisage, Tournage, Perçage, Rectification, Découpages, ...

Fonderie des métaux ferreux et non ferreux, alliages légers

Forgeage, Estampage, Laminage, Cintrage, Emboutissage, ...

Soudage, Collage, Boulonnage, Rivetage, ...

Ajout de matière

Impression 3D

  • Prototypage rapide
  • Une seule machine
  • Pièces "trouées"


Les types d'impression 3D

L'impression 3D,
kézako

2

Matériaux imprimables

PLA, Nylon, ABS, ...

Métaux

Acier, Titane, Or, ...

Céramique

Plastiques

Biomatériaux

Dépôt d'un filament polymère extrudé pour construire une pièce couche par couche

Fused Deposition Modeling
( FDM )

La plus courante


Technologie des imprimantes du laboratoire :
  • Raise 3D
  • Ultimaker
  • Markforged


Un laser polymérise point par point la résine liquide afin de créer couche par couche la pièce

Stereolitography
( SL / SLA )

Le premier procédé de fabrication additive

Résine liquide
ou
poudre


Cette fois la source de lumière passe au travers d'un écran laissant passer ou non la lumière. On polymérise couche par couche.

Digital Light Processing
( DLP )

Une variante de la stéréolitographie









Plus rapide car on réalise une couche entière contrairement à du point par point

Résine liquide

On colle couche par couche des feuilles de papier. A chaque couche, un couteau en carbure de tungstène découpe la forme de la pièce

Selective Deposition Lamination
( SDL )

Impression multicolore


On dépose du matériau. Couche par couche, un agent liquide de fusion vient fusionner le matériau

Multi Jet Fusion
( MJF )


Avantages & Inconvénients

Chaque méthode de fabrication a ses avantages et ses inconvénients

Au concepteur de choisir en fonction de ses besoins

Exemples

  • La FDM crée des stries sur les pièces MAIS est rapide et facile à mettre en place

  • La SLA crée des pièces avec une excellente finition MAIS nécessite plus de temps de mise en oeuvre

Cliquez pour un tips

Conseil : Il est malin d'utiliser plusieurs procédés. La pièce imprimée en 3D peut être reprise par ponçage, usinage, ... On peut également coller plusieurs pièces.

Le BA-BA de la conception mécanique

Concevoir sa pièce

3

  • BE en charge de la conception
  • BM en charge de la fabrication

Bureau d'Etudes &
Bureau des Méthodes

Conflits fréquents car le BE demande des pièces impossible à fabriquer par le BM

Penser à la réalisation au moment de concevoir sa pièce
Ma pièce est-elle faisable ?

Concevoir sa pièce

Brainstorming de toutes les idées possibles

Drafts des idées pour répondre à

01

02

Une fonction principale

Justifie la raison d'être du produit

Des fonctions secondaires

Décrit les actions détaillées du produit
Se divisent en fonctions contraintes et techniques

De ces fonctions découlent
Des choix et solutions techniques

Donner la fonction principale et au moins 2 fonctions secondaires

Exemple

Le scalpel

  • FP : découper avec précision des tissus biologiques mous

  • FS1 : pouvoir changer la lame (FT)
  • FS2 : accéder à des endroits étroits (FT)
  • FS3 : être stérilisable (FC)

Exemple

Le scalpel

Avec un logiciel de CAO, on modélise sa pièce
(SolidWorks, Catia, Fusion360, Creo, FreeCAD)

CAO / logiciel paramétrique

Modéliser sa pièce

Principe :
1) On crée la matière en extrudant une esquisse / ou par révolution

2) On réalise les trous et autres features

On n'oublie pas de garder en tête le moyen de fabrication

Modéliser sa pièce

Exemples

Si il y a des features complexes, elles vont nécessiter du matériau support : sont-elles vraiment utiles ?

Pour un moule, ne vaut-il pas mieux que je scinde la pièce en deux pour le démoulage ?

Pour des ajustements précis, prévoir un trou plus petit pour reprendre à la perceuse une fois imprimé

On exporte sa pièce en format STL, compréhensible par les logiciels d'impression 3D

Exporter la pièce

D'un CADpart modifiable à un ensemble de vecteurs décrivant les surfaces

Voyons le logiciel de l'imprimante

Du STL au réel

4

Logiciel pour chaque imprimante

Ultimaker : Cura

Raise 3D : IdeaMaker

4. Choix de la précision

1. Importer la(es) pièce(s)

5. Choisir la densité

3. Choix du matériau

6. Vérifier les paramètres matériaux

2. Choisir l'orientation (soyez logique)

Une fois le STL prêt

Matériaux disponibles au LBA

Pour tout usage

Nylon

Résistant et flexible (parfait pour moules)

Matériaux solubles

PLA

Matériaux renforcés

Pour tenue mécanique supplémentaire

Pour soutien ou application spécifique

FDM uniquement

Paramètres matériaux

Paramètres peuvent dépendre des imprimantes, de la taille des buses d'impression

PVA (extrudeur BB)
Température d'impression : 215 °C
Température plateau : 60 °C
Capot ouvert uniquement pour ce matériau

PLA (extrudeur AA)
Température d'impression : 200-210 °C
Température plateau : 50 °C
Capot ouvert uniquement pour ce matériau

Disponibles sur internet, google est votre ami. Testez quand même les nouveaux paramètres si jamais utilisés

Nylon (extrudeur AA)
Température d'impression : 245 °C
Température plateau : 70 °C

Ultimaker

Lancer l'impression

4. Lancer l'impression

1. Slicer le modèle

3. Vérifier le déroulement de l'impression

2. Vérifier la densité

Segmente tranche par tranche & crée le Gcode

  • Le déroulement de l'impression
  • Trucs & astuces

L'impression

5

Début d'impression

1. Lancer l'impression à distance ou avec clé USB

3. Si impression longue et/ou complexe, surveiller de temps à autre

2. Surveiller le début (couche d'accroche)

Fin d'impression

1. Vérifier que l'impression est terminée (pause / bobine vide / ...

3. Décoller la pièce du plateau en posant le plateau sur une table (avec spatule)

2. Retirer le plateau

4. Repose le plateau propre pour la prochaine impression

5. Retirer les supports (soluble eau ou à la main)

Astuces

  • Gâcher le moins de matériau possible grâce à la preview avant impression

  • Pour les ajustements, imprimer une petite version de la feature (arbre + alésage)

  • Ne pas concevoir des pièces qui existent déjà (Thingiverse, ...)



  • Possibilité d'imprimer des pièces imbriquées directement (articulation

Imprimer avec un nouveau matériau

  • Chercher les paramètres sur le site du fabricant et de l'imprimante (forum ensuite également)

  • Tester des petites pièces pour vérifier les paramètres (température, plateau, ...)

  • Surveiller la première impression d'une pièce

Attention aux matériaux flexibles
Plus complexe à imprimer et maîtriser

Problèmes d'impression courants

Liste détaillée

Modèle pour tester la précision

  • Permet d'identifier les problèmes

  • Ajustement des paramètres machines en fonction des défauts de la pièce

3DBenchy
Le site web contient beaucoup d'informations

Comment entretenir l'équipement

Maintenance

6

  • Nettoyage du plateau
  • Calibration du plateau
  • Nettoyage des buses
  • Purge des buses lors de changement de matériau
  • Lubrification des axes
  • ...

Maintenance régulière

Plateau propre ?

Buse propre / bloquée ?

Plateau à niveau ?

Bobine vide ?

Défaut au

lancement de l'impression

Purge matériau si différent

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Défaut au

lancement de l'impression

Google doc
"Guide des bonnes pratiques pour l'impression 3D"

Défaut au

lancement de l'impression

Sinon :

Travail Pratique

Bonus

7

Pistes de réflexion :
- Les fonctions
- Corps de l'objet
- Fixation de la lame
- Benchmark sur les produits existants

Concevoir de A à Z

Un coupe-ceinture
avec une lame et de la visserie