STIC:Atelier design et fabrication digitale

ATTENTION: Ceci est juste un copy/paste de textes d'anciens programmes de cours. Me permet de produire cette page plus rapidement. A ignorer jusqu'au 22 mars 2015.

Introduction

Objectifs

• Se familiariser avec le nouveau phénomène de fabrication "artisanale": origine, acteurs, marchés, technologies, initiatives en éducation

• Design et fabrication numérique
• http://tecfa.unige.ch/tecfa/talks/schneide/iran-2015/design-fabrication-talk/ (à traduire)
• en:Tour de Fablab, etc.

Module - CAD/CAM objets 3D

Ce module est consacré à la conception et la fabrication d'objets 3D avec une simple imprimante 3D.

Objectifs:

• Savoir télécharger, adapter un modèle
• Dessiner, modéliser, programmer un objet 3D
• Paramétrer le code machine pour imprimer un objet

Introduction

• Introduction à la conception et la fabrication d'objets 3D: historique, visite de qqs. sites, le workflow, etc.
• Fabrication avec une imprimante 3D (résumé du processus)

1. Créer / trouver un dessin 3D solide et fermée ("watertight")
2. Traduire ce dessin (modèle) en un format "impression" comme STL (crée initialement pour la stéréolithographie par 3D Systems)
3. Paramétrer et traduire le modèle en code machine, typiquement du G-code.

En plus de détails:

Explorer des sites de partages

Visite d'un site de partage

• Démo (thingiverse) (Y compris mes productions)

Sites pour imprimer ailleurs

• Démo (Shapeways)

Démo Fusion avec Meshlab

• Démo (Meshlab)
• Site Meshlab

Fusionner des objets

Exemple Duplos

• Chercher une brique plate sur Thingiverse

http://www.thingiverse.com/thing:2106

• Chercher un autre objet sur Thingiverse (ou un autre site)
• Fusionner les deux.

Notice: Vous pourrez plus tard créer un objet avec un autre outil et le fusionner

Procédure côté Netfabb:

• Installer Netfabb basic sur vos ordinateurs personnels (clef USB)
• Démo (Netfabb). Positionner des objets
• Dimensionner/Positionner avec Netfabb. Les 2 objets doivent se toucher (ou plus ...)
• Depuis Netfabb, exporter chaque objet comme .STL (donc au moins 2 fois)

Menu Part -> Export Part

Procédure côté Meshlab:

• Démo (Fusion avec Meshlab)
• Notice: Positionner avec Meshlab est possible mais difficile, donc ne le faites pas !
• Importer les deux (ou plusieurs) fichiers STL déjà bien positionnés

File -> Import Mesh

File -> Import Mesh

• Ouvrir l'outil layers pour bien vérifier que vous n'avez que 2 objets
• Menu Filters->Layer and Attribute Management->Flatten Visible Layers
• File->Export Mesh as

Dessin 3D

• Démo (Tinkercad)
• Activité (Tinkercad): Les participants feront un modèle simple.
  • Il faut créer un compte ou se connecter avec un compte facebook, google, etc.
  • Possibilité de suivre les exemples
• Petite explication Tinkercad

Alternatives à installer:

• AutoCAD 123 (recommandé)

• Google Sketchup, logiciel de modélisation 3D (La version Pro est gratuite pour les enseignants, payant pour étudiants). Pas très approprié pour le dessin technique
• Un objet 3D imprimable doit être "watertight"
• Tout "mur" doit avoir une largeur (2mm ou plus pour être solide)
• Le format de fichiers (Collada) doit être traduit avec Meshlab vers STL. Le résultat n'est pas convaincant.

Voir le tutoriel Google Sketchup (ancienne version)

Sculpter en 3D

• Sculptris, logiciel de sculptage 3D (Win/Mac) à installer

• Démo (Sculpter avec Sculptris)

Procédure:

• Utiliser Grab [G] pour le gros travail (décocher Global et Limit !)
• Ensuite explorer les autre outils ...
• Exporter en *.OBJ, puis traduire en STL avec Meshlab

Attention:

• Bouger lentement
• Réparer / smooth dès que vous avez produit une surface abîmée !

Voir aussi: Tutoriel Sculptris

• Voir aussi en anglais en:Sculptris

Programmation d'objets 3D

• Démo (OpenScad)
• Activité (OpenScad) (Clef USB)
  • Créer un objet simple
  • Créer un Légo avec une bibliothèque

2 cubes moins 1 cylindre

• Installer OpenScad, un compilateur 3D pour créer des objets CAD.

Manuel:

• OpenSCAD User Manual

Tutoriels EduTechWiki:

• en:OpenScad beginners tutorial (3D modeling with code)
• Démo (Fabrication de Duplos) en:Doblo factory

difference () {
	union () {
	cube (size = [1,2,3], center = true );
	cube (size = [3,2,1], center = true );
	}
 #  translate (v = [0,0,-3]) {
          cylinder (h=6, r=0.7, $fs =0.05);	
     }
}

Un Duplo avec la Doblo factory:

Duplo non-standard

SCALE = 1;
// LOAD doblo factory
include <doblo-factory-1-4.scad>;
//     (col, row, up, width,length,height,nibbles_on_off) 
doblo   (0,   0,   0,   4,   2,     3,   false);
nibbles (0,   0,   3,   2,   2);

A installer (si possible, AVANT LE COURS)

• MeshLab - Outil manipulation de mailles (Win/Linux)
• Netfabb Studio Basic - Outil STL (Win/Mac/Linux)
• Bfb Axon - Générateur g-code (Win). Utilisateurs Linux/Mac: installer skeinforge.
• Google Sketchup (Version gratuite, la version Pro est gratuite pour les enseignants, $50 pour étudiants)
• Sculptris (Win) Attention, le lien est à la fin !
• OpenScad (Win/Mac/Linux). Voir download releases.
• Autodesk® 123D™ (Win, à option, c'est très gros, me demander un CD)
• Creo Elements/Direct Modeling Express 4.0 (Win, à option)

Introduction

Imprimantes 3D "desktop" - Petite histoire et types

Origine (1): CAD/CAM

L'impression 3D est une technologie de prototypage connue et utilisée depuis des années. Les machines industrielles sont peu abordables, mais les prix baissent (15'000 à 20'000 pour un modèle connu en 2011).

Types d'imprimantes:

• Déposition de matériel (plusieurs types)
• Fusion par laser
• Découpage, fraisage" etc. (dans ce cas on ne parle plus d´impression 3D)

Par exemple, la faculté de l'environnement naturel, architectural et construit (ENAC) de l'EPFL possède un "output center" pour fabriquer des maquettes 3D et des prototypes en 2D ou 3D avec une variété de machines.

Origine (2) recherche en intelligence artificielle et le mouvement FabLab

• Démo (Site): Rôle important de projets de recherche, notamment RepRap. Ce projet (maintenant) communautaire est issu d'une recherche sur l'auto-réplication.

• • Adrian Bowyer, Biomimetics Research Group, University of Bath
  • RepRap = Replicating Rapid-prototyper. 2006 - premier prototype

• Rappel (module 2): Le rôle de l'enseignement et notamment du cours de Prof. Neil Gershenfeld et le réseau de Fab labs

Origine (3) communautés de bricolage (DIY) et de "hackers"

• Exemple: RepRap est devenu une entreprise communautaire qui attire beaucoup de "bricoleurs techniques" et a engendré plusieurs start-ups.
• Démo (Liste de produits): 3D printing

Remarque: Il existe aussi des liens avec les environnements virtuels. Voir Tour 3D (en)

Module broderie

• SVG2embroidery

Modèle utile pour l'enseignement

Tout d'abord, je vous conseille de lire l'argumentaire du wiki 3D Printables. Notamment: «There is ample evidence that learning is enhanced through active experiences, especially when relating to spatial and physical concepts that are difficult to visualize and understand abstractly. [...] Physical models can also aid visually impaired persons and help alleviate learning disparities associated with spatial reasoning.»

En gros, ce modèle doit servir à (mieux) illustrer un principe. A mon avis, on peut trouver des modèles de types très différents. Par exemple:

• Visualisation mathématiques, par exemple des distributions dans une expérience (comparer deux histogrammes avec une mise en valeur de la moyenne, de la médiane etc.
• Un objet historique, par exemple la face d'une maison (ne tentez pas de modéliser les 4 faces)
• Des objets de la chimie (difficiles à imprimer avec une imprimante 3D de type RepRap)
• Un objet des sciences de la vie comme Anatomie (organes, dents), plantes (par exemple une coupe en longeur d'un arbre)
• Formes (écritures calligraphiques ou chablons pour dessiner). Pensez donc aussi à la possibilité de créer des objets 2D (donc plats)

Matériel de cours

Voir aussi:

• La catégorie 3D sur EdutechWiki (Anglais)

Introductions/propagande

• Fabrication avec une imprimante 3D (Résumé du workflow)
• Imprimer le réel à portée de main (OWNI, oct. 2011).
• Digital Design and Technology Programme (le programme CAD/CAM dans le système UK) et BoxFord (un des fournisseurs en hardware et software pour les écoles)

CAD/CAM et modélisation 3D

• en:Computer-aided design and manufacturing
• en:3D file format
• en:3D modeling

Logiciels de conception

• Google Sketchup
• en:Google Sketchup tutorial
• en:Sketchup 3D printable objects tutorial (3D modeling)
• en:Sculptris (3D modeling by sculpting)
• en:OpenScad beginners tutorial (3D modeling with code) et en:Doblo factory
• en:Autodesk 123 (CAD pour les masses)
• Autodesk 123D Beta 9 (tutoriel)

Logiciels de conception en ligne

• Tinkercad Le navigateur doit avoir un support WebGL (navigateurs récents!). Ce dernier nécessite une puce ou un carte d'accélération 3D.
• http://www.3dtin.com/

Logiciels de préparation

• en:Netfabb Studio tutorial (à option)

Post Production

• Post processing of 3D polymer prints