Le guide ultime du débutant en impression 3D
Vous avez peut-être entendu parler de l’impression 3D. Ce devrait être la nouvelle « révolution industrielle ». Les gens pourront fabriquer n’importe quoi chez eux ! Les mises à niveau de votre voiture peuvent être imprimées en quelques minutes. Cela n’a pas encore pris d’assaut le monde, mais je suis ici pour vous dire tout ce que vous devez savoir pour commencer.
Avant de commencer, clarifions une chose. Ce ne sera pas plug and play ! Aucune machine n’est sans problème, ne nécessite aucun entretien ou travail. Ce n’est pas toujours le passe-temps le plus facile, mais c’est très agréable. Si vous êtes toujours intéressé, continuez à lire. Si vous voulez tous les avantages de l’impression 3D (sans aucun tracas), consultez les services d’impression en ligne 3D Hubs et Shapeways.
Qu’est-ce que l’impression 3D ?
L’impression 3D est une forme La fabrication additiveLes objets sont construits en petits couches, empilés un à la fois. Cela peut être un processus assez lent, mais il présente de nombreux avantages.A titre de comparaison, un Fabrication soustractive Le processus commence avec un morceau de matériau solide, puis le foret est retiré jusqu’à ce que le produit final soit né.Quelques exemples de ceci sont la gravure sur marbre et le fraisage CNC (c’est-à-dire commande numérique par ordinateur). Une imprimante 3D est techniquement une machine CNC, mais peu de gens l’appellent ainsi – cela peut prêter à confusion !
L’impression 3D existe depuis longtemps. Depuis les années 1980, les concepteurs et les ingénieurs ont accès à des imprimantes 3D commerciales, qui coûtent souvent des dizaines de milliers de dollars et nécessitent parfois des contrats d’assistance coûteux pour une maintenance continue. Il y a eu une explosion récente de l’impression 3D « passe-temps » en raison de l’expiration des brevets. La technologie d’impression 3D continuera de croître à mesure que de nouveaux brevets expireront dans un proche avenir. Aujourd’hui, vous pouvez acheter une imprimante 3D pour votre maison pour environ 1 000 $ ou moins.
Faire une vidéo du jour
Découvrez ce modèle de la Tour Eiffel. Remarquez comment il apparaît lorsque le lit est déplacé vers le bas. Ceci est assez représentatif de l’apparence du modèle d’imprimante 3D.
le terme
Avant de plonger dans l’impression 3D, voici quelques termes courants que vous pourriez rencontrer.
filament — Un matériau (généralement du plastique) composé de longs brins (comme un câble). Certains types d’imprimantes 3D les utilisent pour créer des objets.
extrudeuse — La partie de la machine qui fait fondre le matériau.
buse — Un petit trou à travers lequel le filament fondu est expulsé (« extrudé »).
lit — Production de surfaces pour objets imprimés en 3D.
lit chauffant — Une surface imprimée qui est chauffée pour offrir une meilleure adhérence.
moteur pas à pas — Des moteurs précis et puissants pour déplacer les différentes parties de l’imprimante.
répéter le rap — Mouvement d’imprimante 3D open source.
Code G — Instructions machine décrivant chaque action nécessaire à la fabrication de la pièce. Non spécifique à l’impression 3D.
Trancheuse — Logiciel de conversion de modèles 3D en G-code.
axe — Lignes de référence de mouvement. La machine à 3 axes peut se déplacer X (de gauche à droite), Oui (d’avant en arrière), et Z (haut et bas).
transport — Les pièces mobiles où se trouve l’extrudeuse.
ce qui peut être fait
presque tout! Les pièces imprimées en 3D ne remplaceront pas de si tôt les techniques de fabrication traditionnelles pour la production de masse – aucune imprimante n’est assez rapide ou capable de produire la qualité requise. Là où l’impression 3D brille vraiment, c’est sur les marchés du prototypage et de la production à domicile. En supposant un cadran cassé sur votre machine à laver, le fabricant vous proposera 30 $ pour un petit morceau de plastique plus les frais d’expédition. Pourquoi ne pas concevoir votre propre remplacement et le faire fonctionner en une journée à une fraction du coût ?
Découvrez ces façons d’utiliser une imprimante 3D à la maison pour plus d’inspiration.
Il y a une raison pour laquelle Ford Motor Company a imprimé en 3D plus de 500 000 prototypes de pièces automobiles. Pouvoir modifier un composant puis l’imprimer à nouveau permet de gagner beaucoup de temps – même si la pièce prend cinq heures à usiner, cela reste un processus très rapide.
Et des trucs amusants comme ces six jeux que vous pouvez imprimer à la maison.
type d’imprimante
Maintenant que vous savez ce qu’est l’impression 3D, intéressons-nous aux différents types de machines. Il existe deux types de procédés d’impression : Modélisation des dépôts en fusion et StéréolithographieCes derniers ont tous leurs propres avantages et inconvénients, alors voici les bases.
Modélisation des dépôts en fusion
La modélisation par dépôt de fil fondu ou FDM est la méthode d’impression la plus simple et la plus populaire. Le matériau d’impression est expulsé du caloduc. Poussez le tube pour dessiner la forme souhaitée, comme des informations sur un gâteau.La température varie selon le matériau, mais 200℃/392F Dans la moyenne pour une machine grand public imprimée en plastique.
Modèles populaires :
C’est actuellement le procédé d’impression le plus populaire. Les prix varient de 200 $ à plusieurs milliers de dollars. Il existe d’innombrables marques et modèles différents de machines FDM. Ils impriment du plastique en couches, chaque couche s’appuyant sur la couche précédente. La machine construit de bas en haut. Cela peut signifier que des formes complexes ou des objets sans axe plat peuvent être difficiles à produire.
Les modèles ont généralement des « lignes » où chaque couche a été construite. Il peut être lissé ensuite si désiré.
Coût approximatif par 1 kg/2,2 lb de matériau : 25 $.
Stéréolithographie
Stéréolithographie (accord de niveau de service) est très différent de FDM.Le premier est un récipient avec un plastique liquide spécial (appelé résine photosensible). Le laser UV frappe le dessus de la résine, ce qui la durcit (pas tout, juste une petite couche). Comme FDM, chaque couche est « peinte » et durcie en continu. Ces machines fonctionnent de haut en bas, extrayant des objets des liquides.
Crédit image : Outils créatifs de Flickr.com
Les modèles réalisés avec SLA sont très fluides et ont une résolution incroyablement élevée. Ils impriment plus rapidement que les machines FDM, mais ils sont moins courants, plus chers et reposent sur des résines coûteuses.
Modèles populaires :
- Formulaire Formlabs 2
- Système 3D ProJet 1200
- Impression XYZ Nobel 1.0 [Broken URL Removed]
Coût approximatif pour 1 kg/2,2 lb de matériau : 100 $.
Les prix varient selon le modèle, mais le prix moyen est beaucoup plus élevé que les machines FDM, autour de 1 500 $.
Ce guide se concentrera sur les machines FDM en raison de leur relative facilité d’utilisation et de leur popularité.
En plus du processus de fabrication, il y a une spécification clé à comprendre : le système de coordonnées. C’est ainsi que chaque imprimante déplace l’extrémité chaude autour du lit.Les deux principales variantes sont appelées Descartes et deltaIl existe d’autres systèmes (tels que polarité), ainsi que plusieurs modèles uniques, bien qu’il soit préférable de s’en tenir au système populaire. Tous les problèmes potentiels peuvent être résolus plus facilement en utilisant un système de coordonnées que des milliers d’autres personnes ont utilisé.
Descartes
Tout comme les imprimantes à jet d’encre ou laser traditionnelles, les machines cartésiennes sont assez simples. Ils ont un axe X, un axe Y et un axe Z, chacun entraîné par un ou plusieurs moteurs pas à pas. Ils auront un lit carré ou rectangulaire, et il n’est pas rare que tout le lit se déplace sur un axe. Voici à quoi ressemble une imprimante cartésienne :
Crédit image : John Rood via Flickr.com
delta
Les imprimantes Delta utilisent également les axes X, Y et Z, avec une différence importante. La machine Delta suspend l’extrudeuse sur trois bras disposés en triangle. Ils ont presque toujours un lit d’impression circulaire qui ne bouge pas.Ces machines sont conçues pour imprimer des pièces rapidement!
Crédit image : John Rood via Flickr.com
Ils sont parfaits pour les modèles hauts et étroits. Elles ne sont que légèrement plus chères et complexes que les machines cartésiennes traditionnelles, elles représentent donc une excellente alternative.
matériel d’impression
Tout comme il existe des centaines de styles, de tailles et de prix d’imprimantes différents, il existe des dizaines de supports d’impression (filament pour machines FDM).Les deux principaux sur lesquels vous devriez vous concentrer en ce moment sont abdos et Armée de Libération du PeupleIl existe d’autres matériaux qui gagnent en popularité (nylon pour une haute résistance, base bois pour différentes textures) mais ceux-ci ne sont pas toujours faciles à travailler.
L’acide polylactique (Armée de Libération du Peuple) est un plastique biodégradable dérivé de sources renouvelables, telles que la canne à sucre ou la fécule de maïs. En conséquence, l’impression avec elle dégage une odeur semi-sucrée. C’est l’un des matériaux les plus faciles à imprimer tout en conservant une résistance élevée. Le PLA peut être « collant » et a donc tendance à se boucher. Assurez-vous de suivre toutes les recommandations du fabricant.
abdos, ou acrylonitrile butadiène styrène, est le matériau à partir duquel les briques Lego sont fabriquées. Il est dérivé de combustibles fossiles et est solide et résistant à l’usure. Il n’est pas biodégradable et l’impression dégage une forte odeur de « plastique brûlé ». Bien qu’il puisse être difficile d’imprimer avec, c’est toujours l’un des choix de matériaux les plus populaires. Des lits chauffants sont souvent nécessaires pour éviter le gauchissement et une mauvaise adhérence du lit. Les pièces imprimées en ABS peuvent être facilement poncées et lissées.
Le PLA et l’ABS sont disponibles dans une variété de couleurs. Si vous le souhaitez, le PLA peut être trouvé dans des couleurs partiellement translucides.
Les machines FDM utilisent du plastique sous forme de filaments. Habituellement disponible en bobines ou bobines de 500 g (1,1 lb) à 1 kg (2,2 lb).
Choisissez une machine
Choisir la bonne machine pour vous et vos besoins est important lors de la prise de décision. Avez-vous acheté le modèle le moins cher du marché ? Avez-vous acheté le plus cher? À quoi ressemble le support client ? Existe-t-il une communauté d’assistance active où les utilisateurs peuvent avoir résolu des problèmes courants ?
Identifiez les fonctionnalités les plus importantes pour vous. La fiabilité devrait être très élevée sur votre liste, tout comme la qualité.Il y a une machine qui peut imprimer Très C’est rapide, et il y en a d’autres qui peuvent imprimer d’énormes objets.Bien que toutes les machines ne puissent pas tout faire bien, il existe des modèles qui peuvent bien faire beaucoup de choses
Le choix d’une imprimante ne doit pas se faire sur un coup de tête ou sur un coup de tête. Je possède trois imprimantes 3D et regrette d’avoir acheté la première pour les raisons suivantes.
Un facteur important à considérer est l’entretien. La plupart des machines utilisent des axes X et Y entraînés par courroie et un axe Z entraîné par vis-mère. Toutes les machines ne se comportent pas de cette façon, mais c’est un choix de conception assez courant. La ceinture doit être calibrée et resserrée, donc s’il n’y a aucun moyen de le faire, ce modèle n’est peut-être pas le meilleur choix pour vous.
Ma première machine était raisonnable, mais avec le temps, les courroies se sont desserrées et ont nécessité un entretien et un étalonnage réguliers (toutes les imprimantes le font). Quand je suis allé me serrer la ceinture, il n’y avait pas moyen, le fabricant avait cessé de commercialiser. Non seulement cela, mais comme il n’y a pas de communauté autour de cette machine, il n’y a pas beaucoup d’informations sur cette conception particulière.
Cela conduit à un autre facteur important : la communauté. Pour de nombreux modèles populaires, il existe de grandes communautés en ligne qui fournissent souvent des solutions aux problèmes courants.Ces informations sont précieuses pour améliorer la qualité des…
