Impression 3D

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Diaporama de la présentation de Jonathan Bastien-Filiatrault sur l'impression 3D. Jonathan avait apporté avec lui son imprimante. En plus de l'aspect théorique, nous avons eu droit à une démonstration. Une roue d'engranage a été produite et celle-ci a été tirée au sort parmi les participants.

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Impression 3D

  1. 1. Fabrication Numérique et Impression 3D Jonathan Bastien-Filiatrault joe@x2a.org Mars 2014
  2. 2. Jonathan B.-Filiatrault a.k.a. « Joe » ● Je suis un utilisateur de logiciels libres depuis 2002. ● J'ai contribué principalement dans le projet GnuTLS. J'ai implanté la première ébauche de TLS sur datagramme (DTLS) dans cette librairie. ● J'ai des intérêts et compétences en programmation, sécurité informatique, gestion de réseau et administration de système. Je travaille chez ZEROSPAM Sécurité Inc. comme architecte système depuis 2008. ● Mes passe-temps incluent la programmation, la photographie et l'impression 3D. ● J'ai commencé l'impression 3D en septembre 2012.
  3. 3. La fabrication numérique Ma définition: La production d'un objet tangible à partir d'instructions numérisées.
  4. 4. « Matière sur IP »
  5. 5. Technologies de fabrication numérique L'impression 3D fait partie de la famille des machines-outil à commande numérique (CNC). Le propre de cette grande classe de machines est d'exécuter une série d'instructions numériques afin de déplacer un outil sur plusieurs axes et ainsi transformer la matière.
  6. 6. Fraisage et tournage
  7. 7. Découpe planaire, au laser et au plasma
  8. 8. Processus soustractif Les technologies précédentes sont des processus soustractifs. On part d'un objet ayant un volume plus grand que le résultat souhaité, similairement à la sculpture. Exemple: une bûche qui est transformée en un bol. http://youtu.be/tM7Krp9e9ZM?t=18m21s
  9. 9. Processus soustractif : avantages ● Grande polyvalence par rapport au matériel. Il est possible d'utiliser des matériaux naturels tel que le bois et le marbre. ● Généralement très efficace en temps lorsque le matériel à soustraire est minime. Par exemple : fabriquer des dés en aluminium à partir de barres ayant un profil carré. ● Il est possible d'atteindre un très haut niveau de précision.
  10. 10. Processus soustractif : inconvénients ● Le matériel soustrait est essentiellement gaspillé. Les rebuts ont une valeur grandement réduite par rapport au matériel initial. ● Des algorithmes géométriques sophistiqués sont requis afin de produire une forme arbitraire. Comment déplacer un outil de découpe sur 5 axes (3 de position et 2 de rotation) afin de produire un engrenage ? ● Plusieurs passes sont souvent requises, avec des outils différents afin d'obtenir le résultat désiré.
  11. 11. Impression 3D Processus par lequel un matériel est déposé, généralement une couche à la fois, afin de produire un objet représenté par modèle 3D.
  12. 12. Impression 3D personnelle; FFF L'outil utilisé par la machine s’appelle un extrudeur thermoplastique. Une tige de plastique, nommée filament, est fondue et déposée afin de produire la forme désirée. Le terme anglais est « Fused Filament Fabrication » ou « Fused Deposition Modeling » (marque déposée) Cette technologie a été inventée dans les années 1980 et commercialisée dans les années 1990. L'expiration des brevets de StrataSys est un des facteurs qui a permis au projet RepRap de prendre son envol en 2008 en utilisant cette technologie.
  13. 13. Impression 3D personnelle : avantages ● Flexibilité – Capacité de produire des objets sur mesure, sans outillage spécifique préalable. – Utile pour le prototypage, si un essai n'est pas bon, il est possible d'ajuster le modèle et de réimprimer rapidement. ● Collaboration et instantanéité – Des milliers de modèles imprimables sont disponibles sur Internet. Vous voulez un crochet pour votre manteau ? Allez sur thingiverse.com, téléchargez et imprimez. ● Coût – Il est parfois moins cher d'imprimer quelque-chose soit-même. – Permet d'imprimer des pièces de remplacement pour fins de réparation. – Gaspille très peu de plastique par rapport à l'objet final. ● Simplicité algorithmique – Le modèle est découpé en tranches minces en deux dimensions. Le reste du traitement est effectué sur ces tranches. – Le processus de découpage (« slicing ») prends généralement moins de 20 secondes sur un ordinateur vieux de 7 ans.
  14. 14. Impression 3D personnelle : inconvénients ● Difficulté – Une imprimante bâtie à partir d'un kit demande de l'expertise et beaucoup de temps à assembler, mettre au point et à calibrer. – Une imprimante pré-construite coûte généralement plus cher. – Il y a beaucoup de pièces mobiles; les imprimantes peuvent être capricieuses. ● Qualité et précision – Il est difficile de faire des très petites pièces. – La capacité à résoudre les petits détails est limitée. – La répétabilité du positionnement est généralement limitée par les courroies ou un autre défaut mécanique plutôt que par la résolution de la machine elle-même.
  15. 15. L'extrudeur thermoplastique
  16. 16. Vous en avez (probablement) déjà utilisé un ! Tête chauffante Contrôle d'extrusion Matériel Contrôle d'extrusion
  17. 17. Principe de base Périmètre Remplissage (25%)
  18. 18. Principe de base Périmètre Remplissage (100%)
  19. 19. Principe de base Périmètre Remplissage (100%)
  20. 20. Le projet RepRap ● Vise à produire des imprimantes qui peuvent produire leur propres pièces de plastique. ● Projet démarré par Adrian Bowyer en 2005, un chercheur britannique de l'Université de Bath au Royaume-Uni. Un premier prototype qui imprime une majorité de ses pièces est produit en 2008. ● Imite les processus biologiques de la symbiose, de l'évolution et de la reproduction. Vidéo sur reprap.org
  21. 21. Le projet RepRap ● Le projet a publié les plans de plusieurs imprimantes 3D, incluant les premiers prototypes. ● Intègre régulièrement les bonnes idées et les plans de la communauté. ● Effectue présentement de la recherche afin d'améliorer la technologie : multi-couleur et multi-matériel, jet-d'encre, etc... ● Grande communauté grandissante autour du petit noyau.
  22. 22. Début de la démonstration pratique
  23. 23. Logiciels de design 3D utilisés ● OpenSCAD – Permet de concevoir des modèles avec des dimensions précises et paramétrables. ● Blender – Permet la création de modèles artistiques ou fonctionnels ainsi que les retouches. ● Meshlab – Permet les retouches et certaines tâches avancées. ● Bundler + PMVS2 + CMVS – Permet de reconstruire des objets 3D à partir de photos.
  24. 24. Slic3r slic3r.org
  25. 25. Mon pipeline d'impression 3D Imprimante Modèle 3D, .stl Paramètres (épaisseur des couches, températures, etc...) Slic3r Pronterface Câble USB Fichier d'instructions (gcode) Carte SD Vérification visuelle avec Pronterface
  26. 26. Projet OpenSCAD: porte-savon
  27. 27. Projet OpenSCAD: porte-savon
  28. 28. Projet OpenSCAD : réparation d'humidificateur thingiverse.com/thing:34375
  29. 29. Projet OpenSCAD : réparation clip de rideaux thingiverse.com/thing:45618
  30. 30. Reconstruction 3D : cat scan ! thingiverse.com/thing:83732 flic.kr/s/aHsjEYhZyn
  31. 31. Reconstruction 3D : arbre thingiverse.com/thing:78440
  32. 32. Projet Blender : cerveau de Giulia Photos sur Flickr
  33. 33. Références et attributions ● Mes modèles publiés dans cette présentation: ● Cat scan and print at home ! thingiverse.com/thing:83732 flic.kr/s/aHsjEYhZyn ● The Amazing Stumped Tree™ thingiverse.com/thing:78440 ● Replacement horizontal blind clip thingiverse.com/thing:45618 ● Sunbeam SUL496-CN humidifier tank plug thingiverse.com/thing:34375 ● Modèles 3D téléchargés: ● The Pink Panther Woman!!!! par Pedro Januario thingiverse.com/thing:1216 ● Yoda – Lite par Clare Cunningham thingiverse.com/thing:10752 ● Modèles de démonstration : ● Double Twisted Vase par FabLabMaastricht thingiverse.com/thing:37327 ● Wade goes Fishing par Stoffel15 thingiverse.com/thing:5268
  34. 34. Questions ? PDF de la présentation : Version tenue à jour Contact : Jonathan Bastien-Filiatrault joe@x2a.org jothan sur Thingiverse

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