STIC:STIC III (2020)/Initiation impression 3D

Introduction

Cette page fait partie du module I du cours STIC:STIC III (2020). Cette page est consacrée à l'Impression 3D.

Imprimante 3D Felix Tec 4

Dans cette page, vous trouverez

• Une présentation de la technologie et des exemples d'applications en éducation,
• Les consignes de l'activité hands-on réalisée en classe et celles de l'activité à distance,
• Les outils de support et les liens utiles pour vous épauler dans votre apprentissage,
• Un espace pour y déposer vos productions.

Activités en classe (60')

Présentation (8')

• Présentation de la technologie
• Impression 3D et éducation

Plus d'informations sur les pages Fabrication avec une imprimante 3D (essentiel) et Imprimante 3D Felix Tec 4

Workflow (2')

Etapes

1. Modéliser un objet avec un environnement de modélisation : langage de bloc (BlocksCAD), langage de programmation (OpenSCAD) ou interface graphique (TinkerCAD),
2. Exporter le design en format *stl (tous les environnements de modélisation 3D propose l'export en *stl),
3. (facultatif) Redimensionner, positionner et réparer le fichier *.stl en utilisant un logiciel permettant la Réparation de fichier STL,
4. Importer dans un trancheur, trancher l'objet (transformation en plusieurs couches) et paramétrer l'impression 3D,
5. Imprimer l'objet en envoyant le g-code à la machine.

Activités hands-on (50')

Thématique : les Emoji 🤗

Objectif : concevoir votre premier objet prêt à imprimer

Pour l'organisation, on vous propose TinkerCAD (interface graphique) ou BlocksCAD (langage de blocs)

• Utilisation de TinkerCAD pour l'initiation
• Démo de BlocksCAD

Processus

1. Choisissez un projet ci-dessous 5'

• TinkerCAD, page Emojis. Si le lien ne fonctionne pas, faites une recherche avec le terme emoji
• Démo choix d'un emoji sur the noun project. Convertir le format SVG à convertir en STL avec Tinkercad ou ActivMap(pas testé)

2. Personnalisez votre modèle d'emoji 25'

Deux phases :

• Phase de démonstration (10') : explication des axes, déplacements des blocs, opérations booléennes etc.
• Phase de manipulation (15') :
  • personnaliser votre modèle en analysant les effets de vos modifications sur votre objet (faites des tests, il est toujours possible de repartir de zéro donc n'hésitez pas à déstructurer complètement l'objet).
  • Option bonus : déposer l'emoji sur un support au choix.
  • Groupe et retailler l'objet dans une volume de 5cm³(50mm³)
  • Exporter l'objet en format STL

4. Tranchage de l'objet avec le slicer Cura 10'

Dans Cura, deux opérations sont effectuées : 1) le paramétrage de l'impression et 2) le tranchage, c'est à dire l'opération par laquelle l'objet est transformé en g-code (liste de commandes compréhensibles pour l'imprimante 3D).

Etapes

• Importer les fichiers *.stl dans Cura
• Paramétrer l'impression (cf. Tranchage en impression 3D). Les principaux réglages sont:
  1. 1re couche, la plus importante : diminuer la vitesse pour une bonne adhérence,
  2. Hauteur des couches : plus la hauteur est fine, plus la qualité est meilleure et l'impression lente. 0,2 mm est une qualité moyenne
  3. Périmètre : contour de l'objet et épaisseur des couches (valeur dépendante du diamètre de la buse, en théorie on multiplie par 3)
  4. Remplissage définit par le taux de remplissage (0% à 100%) et le motif (triangle, grille etc.). Le taux de remplissage et le motif influence la solidité de l'objet.
  5. Diamètre de la buse : largeur minimale des lignes. La Felix Tec4 a une buse de 0,35 mm. Cependant, il est conseillé de ne pas dépasser 80% du diamètre de la buse soit 0,28 mm dans notre cas.
  • Température : à définir en fonction du matériau utilisé; le mieux est de se référez vous aux inscriptions sur la bobine.
  • Vitesse: se définit en fonction du matériau utilisé et de la qualité d'impression souhaitée. Plus la vitesse est lente, plus la qualité d'impression est meilleure. Par exemple, pour du PLA, la vitesse se situe entre 30 et 90.
  • Ventilation : activer la ventilation à partir de la 2e couche pour minimiser la déformation des pièces (ne pas activer à la 1re couche car cela réduit l'adhérence).
• Trancher les objets pour générer le g-code et enregistrer sur une carte SD.

5. Fabrication de vos objets avec la Imprimante 3D Felix Tec 4 10'

• Partage des designs,
• Importer le g-code dans la machine et fabrication de l'objet

Activités à distance

Thématique

Matérialisation de l'invisible

Consignes

• Réaliser 2 objets sur la thématique proposée
  • Input : données externes invisible (une ou deux thématiques).
  • Output : votre interprétation de ces données avec la gravure-découpe laser.
• Taille : objet de 4 à 5 cm en long/large/hauteur max.
• Forme : libre

NOTE : vous pouvez utiliser des modèles faits par d'autres à condition de citer vos sources.

Conception et fabrication des objets

• Une fois votre objet prêt, consulter Calendrier de RDV (Lisez bien les conditions SVP).

Support et liens utiles

Support

• Pour les questions rapides ou demande d'avis non bloquants : utilisez la page discussion de cette page
• Ateliers de conception et de fabrication : si vous avez plusieurs questions ou si vous avez besoin de plus d'explications voire d'une conception suivie, inscrivez-vous aux ateliers de conception et de fabrication (cf. calendrier de RDV STIC III).

Liens utiles

Wiki français

• Fabrication avec une imprimante 3D (essentiel)
• Filament pour impression 3D
• Imprimante 3D Felix Tec 4
• Conception
  • Langage de Blocs BlocksCAD
  • Langage de programmation OpenSCAD. Voir aussi Tutoriel OpenSCAD
  • Interface graphique Tinkercad
• Manipulation de mailles et réparation
  • Réparation de fichier STL
  • Meshlab pour impression 3D
• Tranchage
  • Tranchage en impression 3D
  • Cura

Wiki anglais

• en:BlocksCAD
• en:OpenScad beginners tutorial
• en:Doblo_factory (pour les utilisateurs et utilisatrices de OpenSCAD)
• D'autres pages sont disponibles en consultant la en:Category:3D

Productions des étudiant-es

Déposez vos travaux en copiant-collant la section exemple ci-dessous :

Production de NOM

Dans votre paragraphe,

• insérer votre design (g-code) et une photo de votre objet 3D imprimé
• expliquer la signification de votre objet, ses étapes de conception et les difficultés rencontrées.

Production de Aurélie

Design

• 

  Design 1: Puzzle

• 

  Design 2: Clé

Sources:

• Design 1: "La pièce manquante"

Puzzle: Puzzle by Icon Lauk from the Noun Project

• Design 2: "La clé"

Clé: Key by Alice Design from the Noun Project

Fichiers

Fichier:Stic3ProjetAurelie3D.zip

Objets 3D

Objets 3D

Signification

Comme le dit Antoine de Saint Exupery, "l'essentiel est invisible pour les yeux". Le design utilisé avec le vinyle ont été repris afin de rendre tangible le 2D. En effet, le 3D permet de rendre l'objet plus concret et plus représentatif de la réalité. Le puzzle représente la pièce manquante d'un problème ou alors notre âme sœur, un futur enfant ou l'élément qu'il nous manquait dans notre vie. Un coeur et la notion du "Moi" ont été intégrés au design initial. La clé représente la clé du succès, du bonheur, etc. La notion d'essentiel a été gravée dessus pour rappeler la citation du Petit Prince.

Etapes de conception

1. Trouver le design et l'importer dans Inkscape
2. Modifier le design dans Tinkercad
3. Importation du design dans Cura en choisissant l'imprimante Felix Tec 4.
4. Slice et sauvegarde des fichiers

Difficultés rencontrées

La principale difficulté a été de combiner plusieurs éléments au sein d'un même design et d'ajouter une gravure. En effet, il faut faire attention à la superposition des éléments et à ce que le texte gravé ne soit pas trop profond pour ne pas "casser" l'objet. Ensuite, pour accéder à Cura, il a été nécessaire de trouver la bonne imprimante pour générer les fichiers.

Production de Martina

Design

Design 1 : Vie multilingue

• Outil "texte" de TinkerCad.
• Le kanji "生" (japonais)

Design 2 : Un autre Triskèle

• elements by pxLens from the Noun Project
• water water by Manohara from the Noun Project
• Fertile Soil by Ben Davis from the Noun Project
• Flame by rivercon from the Noun Project

Fichiers .stl

• 

  Design 1 : Vie multilingue

• 

  Design 2 : Nouveau Triskèle

Fichiers g-code

Fichier:Impression 3d martina 2021.zip

Photos

à venir

Signification

Le thème général est simple, il s'agit de "la vie".

Le design 1, Vie Multilingue, représente le kanji "生" (japonais), signifiant vivre, naître et grandir. En "perçage", j'ai ajouté le mot "vie" en plusieurs langue (français, anglais, italien, espagnol).

Le design 2, Un nouveau Triskèle, représente le Triskèle ou Triskelion, un symbole celtique représentant la vie à travers les trois éléments qui sont l'eau, le feu, et la terre. Il est souvent représenté par trois jambes, ou trois spirales. Ici, j'ai pris une forme avec trois branches pour simplifier le design, et rappeler aussi une molécule, la base de la vie.

Etapes de conception

1. Trouver l'idée du thème général : la vie
2. Trouver les idées de design avec des recherche sur google, chercher les images sur The Noun Project
3. Importer les images SVG
4. Ajouter le texte, régler les hauteurs etc
5. Grouper et sauvegarder en .stl
6. Ouvrir le .stl sur Ultimate Cura et enregistrer en g-code
7. Imprimer en 3D (suite à venir)

Difficultés rencontrées

• Trouver les bons paramètres sur Ultimate Cura

Production de Simon

Design

Transmettre et matérialiser des émotions par le langage Braille (messages : l'amour par un je t'aime / la joie par un sourire)

Design 1 :

• je t'aime ♥️ (2 versions pour le moment ; une seule sera gardée)

Design 2 :

• smile (ou Braille-smaille) 😄

Sources, attributions ou ressources

Traduction en Braille : https://www.dcode.fr/alphabet-braille

Fichiers .stl

• 

  Braille-je t'aime

• 

  Braille-smile

• 

  Braille-je t'aime bis

Fichiers g-code

Fichier:Impression 3D Simon 2021.zip

Photos

Une fois les objets imprimés...

Signification

Pour le thème "Matérialisation de l'invisible", je me suis demandé comment les personnes malvoyantes pouvaient ressentir l'émotion que procure la transmission d'un "Je t'aime" griffoné sur un papier par son amoureu.x.se ou d'un simple sourire affiché joyeusement sur un visage. J'ai ainsi eu l'envie de créer ces messages en langage Braille afin qu'au touché, ces émotions invisibles à l'oeil, dès lors matérialisées, soient transmises.

Etapes de conception

1. Trouver l'idée du thème général
2. Penser/griffoner plusieurs "designs" possibles
3. Tester des réalisations sous Tinkercad.com
4. Traduire les messages souhaités(je t'aime et smile) en Braille avec le site Dcode.fr
5. Se renseigner sur la taille minimum et les normes du langage Braille
6. Perfectionner les objets sous Tinkercad.com et les exportes en .STL
7. Les importer dans Ultimaker Cura, vérifier s'il existe des erreurs puis les exporter en .gcode

Difficultés rencontrées

La principale difficulté que j'ai rencontré était dans la réalisation du langage Braille sur les objets 3D. En effet, je voulais être certain d'être dans les normes et les mesures appropriées pour ce langage et l'édition des points convexes.

Comme seconde difficulté, mais minime cette fois-ci, j'hésite encore entre deux designs pour mon objet n°1 (message je t'aime). En effet, je me demande si l'objet en forme de coeur pourra donner quelque-chose de bien ou non ou, si à l'inverse, l'excavation du coeur sur mon objet carré donnera aussi quelque-chose de sympa. Je verrai lequel je choisirai le jour de l'impression 3D... ☺️

Production de Jérôme

Design

Design 1 : la goutte d'eau Design 2 : Une balle de Volleyball

Sources, attributions ou ressources

Modèle de la goutte : https://www.tinkercad.com/things/kAJGWANfmxq par matthias mozziconacci

Modèle du ballon : https://www.tinkercad.com/things/luAlqL6un2y-volleyball par cmcnulty

Fichiers .stl

• 

  Goutte

• 

  Volleyball

Fichiers g-code

Fichier:Fichiers 3D.zip

Photos

Soon

Signification

L'eau est devenu tellement banale et usuelle à nos yeux que l'on oublie souvent que celle-ci est composée de beaucoup de gouttes qui ne sont plus visible à nos yeux. Je n'ai pas vu de ballon de volleyball depuis 8 mois, pour moi c'est devenu invisible 😄

Etapes de conception

1. Trouver l'idée du thème général
2. Trouver des modèles sur TinkerCAD
3. Exporter les modèles en stl
4. Produire les gcode des modèles dans Cura

Difficultés rencontrées

Pas évident de faire le lien avec les paramètres d'impression dans Cura. J'espère ne pas avoir fait quelque chose de faux.

Production de Anne

Design

• 

  Design 1: Puzzle

• 

  Design 2: Clé

Sources:

• Design 1: "La pièce manquante"

Puzzle: Puzzle by Icon Lauk from the Noun Project

• Design 2: "La clé"

Clé: Key by Alice Design from the Noun Project

Fichiers

Fichier:Stic3ProjetAurelie3D.zip

Signification

Comme le dit Antoine de Saint Exupery, "l'essentiel est invisible pour les yeux". Le design utilisé avec le vinyle ont été repris afin de rendre tangible le 2D. En effet, le 3D permet de rendre l'objet plus concret et plus représentatif de la réalité. Le puzzle représente la pièce manquante d'un problème ou alors notre âme sœur, un futur enfant ou l'élément qu'il nous manquait dans notre vie. Un coeur et la notion du "Moi" ont été intégrés au design initial. La clé représente la clé du succès, du bonheur, etc. La notion d'essentiel a été gravée dessus pour rappeler la citation du Petit Prince.

Etapes de conception

1. Trouver le design et l'importer dans Inkscape
2. Modifier le design dans Tinkercad
3. Importation du design dans Cura en choisissant l'imprimante Felix Tec 4.
4. Slice et sauvegarde des fichiers

Difficultés rencontrées

La principale difficulté a été de combiner plusieurs éléments au sein d'un même design et d'ajouter une gravure. En effet, il faut faire attention à la superposition des éléments et à ce que le texte gravé ne soit pas trop profond pour ne pas "casser" l'objet. Ensuite, pour accéder à Cura, il a été nécessaire de trouver la bonne imprimante pour générer les fichiers.

Production de Anne

Design

Design 1 : Le hasard

Design 2 : La chance

• elements by pxLens from the Noun Project
• water water by Manohara from the Noun Project
• Fertile Soil by Ben Davis from the Noun Project
• Flame by rivercon from the Noun Project

Fichiers g-code

Fichier:Impression 3d martina 2021.zip

Photos

à venir