Un guide du débutant pour démarrer avec l'impression 3D

L' impression 3D, l' impression additif ou lithographie stéréo, si vous venez dans ces termes et juste clignoté dessus alors vous pourriez probablement vouloir lire cet article pour connaître ce monde incroyable de l' impression 3D. L'impression 3D est un domaine en pleine expansion, avec la popularité et les utilisations des imprimantes 3D qui augmentent chaque jour. Dans cet article, nous tenterons de donner à un débutant une introduction aux imprimantes 3D, comment on pourrait en tirer profit et comment cela va changer les choses à l'avenir.

Alors!! Qu'est-ce que l'impression 3D et comment ça marche?

L'impression 3D ou la fabrication additive est un processus de fabrication d'objets solides en trois dimensions à partir d'un fichier numérique. Il utilise une imprimante comme une machine qui fait fondre un matériau (généralement du plastique) et le verse sur une base de manière prédéfinie, créant ainsi des couches successives pour le rendre tridimensionnel. Pour faire simple, l'imprimante fabrique une miche de pain tranche par tranche.

Il existe de nombreux types de technologies d'impression 3D disponibles, mais la plus utilisée est la stéréolithographie (SLA) car elle est plus abordable que d'autres.

Cette machine est capable de convertir n'importe quel fichier conçu en 3D en un objet 3D en suivant les étapes suivantes.

1. Un fichier 3D est vérifié par un logiciel pour voir s'il est imprimable.
2. Le logiciel découpe ensuite le fichier et l'envoie à une machine.
3. Un filament en plastique est alimenté à travers la tête d'impression.
4. Le filament fond et la tête le dépose ensuite sur une plateforme de fabrication.
5. La tête se déplace en déposant le matériau de manière à constituer la tranche inférieure de l'objet.
6. La tête revient à sa position de départ et la plate-forme de construction est abaissée.
7. La tête construit ensuite le nouveau calque au-dessus du premier et cela se répète jusqu'à ce que l'objet soit terminé.

L'impression 3D est-elle nouvelle sur le marché?

Non, pas du tout !!!!. Ce n'est pas parce que les impressions 3D ont attiré plus d'attention de nos jours que cette idée ou cette technologie est nouvelle. Vous seriez surpris de savoir que tout a commencé à la fin de 1980 où le terme de fabrication additive a été inventé, il a été essentiellement utilisé pour le prototypage rapide. Mais plus tard vers 2014, avec la montée en puissance des imprimantes 3D à bas prix, la technologie s'est transformée en un mouvement perturbateur pour les amateurs, les apprenants, les technopreneurs, les inventeurs, les enseignants, les chercheurs et qui pas. Ainsi, il obtient un large marché et de grandes perspectives d'avenir.

Les imprimantes 3D ont été conçues à l'origine pour aider les astronautes. Il était difficile pour l'équipe de rassembler tous les outils et matériaux dont elle aurait besoin dans l'espace pour travailler sur son projet. Avoir des outils en surplus augmentera le poids de la navette, ce qui augmentera éventuellement la consommation de carburant. Ils ont donc eu l'idée d'envoyer l'imprimante 3D dans l'espace avec les astronautes, lorsqu'ils ont besoin d'outils ou de matériaux avec lesquels travailler, ils doivent simplement cliquer sur le fichier STL et l'imprimer. Si une urgence et une nouvelle conception doivent être faites, la conception sera faite dans la station de base et envoyée à l'équipage pour l'imprimer. Mais au fur et à mesure que les choses évoluaient, il est désormais abordable pour chaque foyer d'avoir une imprimante.

«Mais maintenant, beaucoup de gens font l'erreur de considérer l'impression 3D comme une autre méthode de fabrication d'objets, ce qui permet simplement une plus grande flexibilité de forme au détriment de la vitesse et de la précision. Mais c'est un point de vue étroit pour regarder l'impression 3D. concept L'impression 3D ressemble plus à une fabrication numérique, discrète et libre. Avec l'hypothèse de base qu'une fois que vous êtes en mesure de «découper» l'objet du désir et de disposer les petits morceaux sur des couches après couches, l'application et les implications deviennent infinies. Biens de consommation, les plastiques, l'électronique, la nourriture et même les tissus humains, tout ce qui est complexe pour la méthode actuelle de production de masse (assez complexe pour créer une seule unité de manière rentable) est maintenant une possibilité », explique Onkar Kulkarni dans l'une de ses réponses quora.

Comment démarrer avec les imprimantes 3D?

Étant donné que la technologie récente a réduit le prix des imprimantes 3D suffisamment bas pour qu'une personne moyenne l'achète et l'utilise, l'impression 3D n'est plus un équipement magique ou de niveau industriel. Grâce aux forums en ligne et aux designs, quiconque peut utiliser un ordinateur peut désormais imprimer son imagination. Tout comme les imprimantes laser sont devenues courantes dans notre maison, ces imprimantes 3D n'ont pas encore trouvé leur chemin dans notre maison ou notre lieu de travail. Voyons donc comment se lancer dans l'impression 3D, pour qu'une impression ait lieu, voici les quatre étapes simples à suivre:

1. Modélisation CAO 3D

2. Tranchage et autres paramètres.

3. Impression par couches

4. Pièce complète

MODÉLISATION CAO 3D :

Oui, pour imprimer quelque chose avec votre imprimante, vous devez concevoir un logiciel de modélisation.

Si vous êtes un concepteur professionnel, vous pouvez utiliser n'importe lequel de vos logiciels de modélisation qui a la capacité d'enregistrer un fichier au format.STL (stéréolithographie) ou.OBJ (objet). Une fois que le design est créé, il peut passer à l'étape de tranchage. Ici, vous êtes libre de modifier, modifier ou peaufiner votre conception comme vous le souhaitez, car la conception complète est faite par vous.

Si vous êtes un apprenant, il existe des tonnes de logiciels open source gratuits qui peuvent être utilisés dans votre esprit. Ce serait juste comme placer un bloc de construction. Si votre design est trop beau, vous serez également payé par certaines communautés en ligne.

Si vous êtes un débutant et que vous ne savez pas comment concevoir un modèle 3D, ne vous inquiétez pas!.. Il existe de nombreux sites Web qui fournissent des fichiers STL gratuits. Ces fichiers sont testés et imprimés par les personnes qui les ont conçus, ils sont donc fiables et faciles à imprimer. La seule limitation de ces fichiers est qu'ils sont au format.STL (principalement). Ce format ne peut pas être personnalisé comme nous le souhaitons, mais même dans ce cas, il peut être redimensionné à l'aide d'un logiciel de découpage. Si vous êtes un débutant absolu, nous vous recommandons de commencer par certains modèles disponibles sur le marché.

Une fois la conception réalisée, le travail du logiciel de modélisation 3D est terminé. Les fichiers sont maintenant envoyés au logiciel Slicing où il se prépare pour que l'imprimante l'imprime.

TRANCHAGE ET AUTRES RÉGLAGES:

Les modèles qui sont conçus doivent être convertis en une série de code appelé le G-Code pour que l'imprimante le reconnaisse et démarre l'impression. Cette partie s'appelle le découpage. La qualité de l'impression dépend des paramètres définis ici. Avant de nous lancer, nous allons nous familiariser avec la simplicité d'une imprimante 3D !!!!

L'impression 3D n'est pas magique!

Si vous êtes toujours confus ou étonné par le fonctionnement réel de l'imprimante 3D, croyez-moi, ce n'est pas sorcier. Il y a beaucoup d'étudiants qui ont essayé de construire une imprimante 3D pour eux-mêmes avec succès. Dans les prochains paragraphes, j'expliquerai les parties d'une imprimante 3D de base qui vous aideront à mieux comprendre les imprimantes.

Les pièces typiques d'une imprimante 3D sont présentées dans l'image ci-dessous.

L' extrudeuse est la partie la plus importante de notre imprimante. C'est l'endroit où les filaments fondent et sont extrudés. L'extrudeuse est constituée d'un tube étroit à travers lequel le filament est poussé par un moteur pas à pas. Il s'agit d'un matériau chauffant communément appelé extrémité chaude qui chauffe le filament, le filament chauffé est poussé à l'extérieur de la buse de la même manière que la pression du dentifrice hors de sa buse. Lorsque le filament fond, le moteur pas à pas pousse le filament à l'intérieur qui sera monté comme une bobine sur un porte-bobine.

Il existe de nombreux types de filaments et bien plus encore arrivent sur le marché chaque mois. Chaque filament a son diamètre et sa température d'impression, le PLA le plus utilisé qui a une température de 180-210 degrés C.

Cette installation d'extrudeuse complète est montée sur des rails mobiles. À mesure que le filament fond et sort, l'extrudeuse est déplacée par d'autres moteurs pas à pas (dans le sens des flèches rouges) présents dans la direction requise et imprime sur la plaque de base.

Maintenant que nous avons une idée de base du fonctionnement de notre imprimante, revenons à notre logiciel SLICING. Le logiciel le plus utilisé est Cura, ce logiciel a été principalement créé pour l'imprimante Ultimaker. Mais depuis qu'il a été rendu gratuit et open source, la plupart des imprimantes ont commencé à utiliser Cura.

Dans ce logiciel, les paramètres d'impression sont envoyés comme nous le faisons pour notre imprimante laser. Ici, nous pouvons mettre à l'échelle, aligner et orienter notre modèle d'impression. D'autres paramètres cruciaux tels que la température, la vitesse de rétraction, le débit du diamètre de la buse de filament, etc. sont fournis à l'imprimante à l'aide de ce logiciel.

COUCHE - IMPRESSION WISE:

En fonction des paramètres, le temps d'impression et la longueur du matériau requis pour l'impression seront affichés par le logiciel lui-même, comme indiqué dans l'image ci-dessous. Ici, le temps d'impression est de 1 heure 14 minutes et le matériau utilisé sera de 10 grammes. Les autres paramètres pour cette impression peuvent également être trouvés dans l'image

Une fois le fichier STL chargé et les réglages effectués, ce logiciel peut être utilisé pour visualiser comment notre impression sera faite en utilisant l'option des calques, comme indiqué dans l'image ci-dessous. Voici comment ou imprimer ressemblera lors de l'impression de la 78e couche de cette impression. La ligne de couleur bleue indique le chemin de notre extrudeuse.

Une fois que cela est fait, le fichier peut être converti en un G-Code qui peut être envoyé à l'imprimante pour impression. Voilà, votre modèle sera imprimé dans le temps mentionné.

Était-ce si difficile?

Quel avenir pour l'impression 3D?

L'impression 3D a cependant ses propres défis. Il souffre d'une vitesse de fonctionnement lente, de défauts mécaniques dans les produits et de choix de matériaux limités (principalement en plastique). En raison de la lenteur de la vitesse de fonctionnement des imprimantes 3D, les entreprises de fabrication pourraient être perdantes face à la concurrence avec une stratégie de commercialisation inefficace. Mais j'espère que ce domaine évolue au fur et à mesure que vous lisez cet article et qu'il a une grande portée à venir. Tout dépend de la manière dont on décide d'utiliser cette technologie.