Guide du débutant pour s’initier à l’impression 3D

Guide du débutant pour s’initier à l’impression 3D

Des objets artisanaux outrageusement chers ou ennuyeux ? C’était autrefois. Il existe désormais de bonnes imprimantes 3D pour les modélistes, les débutants et les amateurs, à un prix raisonnable.

 

Quiconque pense que l’impression 3D fonctionne comme la fonction d’impression de Word est en avance sur son temps. Trouver la bonne imprimante, rechercher ou concevoir des modèles et les préparer de manière à ce qu’un résultat agréable – ou du moins utilisable – en ressorte reste un sujet complexe.

Cet article est publié dans notre univers thématique sur les imprimantes 3D . Vous y trouverez des tests individuels d’appareils tels que l’imprimante d’entrée de gamme Flashforge Adventurer 3 (rapport de test) ou l’imprimante en résine bon marché Creality Halot One (rapport de test) . Les deux imprimantes nous ont surpris lors des tests avec un très bon rapport qualité-prix. Vous pouvez également trouver des guides tels que les 15 imprimantes 3D les moins chères ou notre test comparatif de 5 filaments arc-en-ciel (PLA) .

Dans cet article, nous abordons les bases les plus importantes et les techniques d’impression en général et montrons ce qui est nécessaire pour un résultat d’impression réussi.

notions de base

Toutes les imprimantes 3D domestiques construisent des objets couche par couche. Le processus commence toujours par le modèle 3D réel, le modèle d’impression. Ce fichier, généralement au format STL, est soit dessiné par vous-même à l’aide d’un programme de CAO, soit téléchargé depuis l’une des innombrables bases de données en ligne.

Malheureusement, il n’est pas possible d’imprimer simplement un objet. Les imprimeurs s’attendent à ce que les modèles soient préalablement édités à l’aide d’un logiciel de découpage. Ils sont divisés en fines couches bidimensionnelles qui sont empilées les unes sur les autres. Selon le réglage, la résolution de l’impression est meilleure ou moins bonne, et la vitesse d’impression en dépend également. Ce qui doit être beau prend plus de temps ; les pièces fonctionnelles cachées vont plus vite. En fonction du matériau et des exigences, vous devez effectuer les bons réglages. Le travail d’impression est ainsi créé dans un langage machine (GCode) que l’imprimante peut utiliser. Le transfert s’effectue par WLAN, câble USB, clé USB ou carte mémoire.

Types d’imprimantes

La plupart des imprimantes 3D bon marché – au début, d’ailleurs – fonctionnent selon le procédé FDM (Fused Deposition Modeling). Le filament de plastique est fondu et empilé les uns sur les autres sur la plateforme d’impression. L’objet souhaité est ensuite créé à partir des différentes couches. En revanche, les imprimantes DLP ou à résine fonctionnent avec une résine synthétique liquide, qui durcit en couches sous l’effet de la lumière UV. À l’aide d’un panneau LCD ou d’une puce DLP, seule la zone qui convient à la couche actuelle est exposée. Ici aussi, rien ne fonctionne sans logiciel : l’impression d’un objet solide, semi-solide ou évidé, la manière dont il doit être créé ou sa taille sont définis au préalable, puis renvoyés à l’imprimante. Dans les deux cas, des réglages incorrects peuvent conduire à des résultats d’impression catastrophiques.

Les deux types de procédures prennent du temps. Un processus d’impression prend facilement plusieurs heures. Alors que les impressions de quelques centimètres sont prêtes au bout d’une à quatre heures, les objets de grande taille nécessitent parfois plusieurs jours – il est donc d’autant plus ennuyeux que quelque chose se passe mal en raison de mauvais réglages.

Outre les dimensions, le matériau utilisé et la résolution d’impression jouent également un rôle majeur dans la durée. Il y a toutefois une différence à mentionner ici. Avec les imprimantes à résine, la durée d’impression dépend uniquement de la hauteur de l’objet. Les dimensions sur les axes x et y ne sont pas pertinentes. Il importe donc peu que, par exemple, une seule pièce d’échecs ou que toute la plaque d’impression soit remplie de pièces identiques ou différentes. Avec les imprimantes FDM, les trois axes influent sur le temps d’impression. Dans la pratique, cela signifie que quatre pièces d’échecs prennent également environ quatre fois plus de temps qu’une seule.

Globalement, les imprimantes FDM sont moins chères, plus répandues et permettent d’imprimer des objets plus grands. L’épaisseur habituelle des couches avec lesquelles les impressions sont construites est de 0,1 mm à 0,4 mm – plus elle est élevée, plus la résolution est faible ; vous pouvez alors voir les couches à l’œil nu. L’espace de construction de la plupart des modèles finis se situe entre 20 x 20 x 20 et 30 x 30 x 40 cm ; mais il existe aussi des modèles plus petits et plus grands. Si la mécanique de l’imprimante est correctement pensée et construite, seuls des calibrages réguliers de la plate-forme d’impression sont nécessaires entre les processus d’impression. Les produits imprimés peuvent être entièrement chargés après refroidissement. Ces imprimantes sont disponibles entièrement assemblées, comme la Qidi X-Plus (rapport d’essai) ou en kit. Si certains de ces kits, comme la Tronxy x5SA Pro (test), sont constitués de nombreuses pièces individuelles, d’autres modèles, comme l’Anet ET5 Pro (test), sont livrés en grande partie pré-assemblés au client.

Les imprimantes DLP travaillent de manière beaucoup plus précise avec des épaisseurs de couche comprises entre 0,01 et 0,05 mm, mais elles sont également plus coûteuses, tant à l’achat qu’au niveau des consommables. Les dimensions maximales d’impression pour des imprimantes telles que l’Elegoo Mars (rapport de test) ne sont que de 12 x 16 x 7 cm. Même s’il existe désormais des imprimantes DLP offrant un espace d’installation plus important, elles sont nettement plus petites que les imprimantes FDM. Les imprimantes à résine sont toutes pré-assemblées et prêtes pour la première utilisation chez l’acheteur. Un aspect important de l’impression avec de la résine liquide est l’augmentation globale de la quantité de travail nécessaire. Après le processus d’impression, les produits imprimés doivent être nettoyés et post-traités au cours d’un processus laborieux. En outre, le port de gants et d’un masque respiratoire est obligatoire, car les produits chimiques utilisés ne sont pas entièrement exempts de problèmes. Des chambres spéciales de lavage et de séchage UV, comme la station Wash&Cure d’Anycubic (rapport d’essai), facilitent le post-traitement.

Les deux méthodes d’impression ont leurs avantages et leurs inconvénients. Par exemple, si vous souhaitez imprimer de grands modèles en une seule fois, vous ne pouvez pas éviter une imprimante FDM. En revanche, lorsqu’il s’agit d’obtenir une précision maximale et une épaisseur de couche à peine reconnaissable, les imprimantes DLP sont à privilégier. Nous vous expliquons plus en détail dans l’article Résine UV ou filament plastique : Imprimante 3D en comparaison . Ce qui suit s’applique aux deux méthodes : Vous ne pouvez obtenir de bons résultats qu’avec les bons paramètres d’impression et une plateforme d’impression précisément calibrée.

Différences imprimantes résine

Les imprimantes à résine diffèrent principalement par la taille des chambres de construction et le type d’exposition. Une source de lumière UV puissante est toujours utilisée pour le durcissement. Afin de déterminer où l’exposition a lieu, des écrans haute résolution sont placés entre le réservoir de résine et la source de lumière. Des écrans RVB ou monochromes sont utilisés. La variante avec écran monochrome est légèrement plus chère, comme l’Anycubic Mono X (rapport de test) ou l‘appareil d’entrée de gamme Creality Halot One (rapport de test). Cet appareil est plusieurs fois plus durable et permet des temps d’exposition nettement plus courts. Les modèles les moins chers, tels que l’Anycubic Photon (rapport de test), reposent tous sur les écrans couleur les moins chers. Tout nouveau sur le marché – et jusqu’à présent uniquement disponible en doses homéopathiques – sont les véritables imprimantes DLP, dans lesquelles la lumière UV est dirigée vers l’endroit souhaité via des dizaines de milliers de miroirs minuscules, où la résine durcit ensuite. Cette année, nous attendons des produits abordables qui devraient être plus rapides que les appareils à panneau LCD, consommer moins d’énergie, être plus silencieux et produire moins d’odeurs.

Différences Imprimante FDM

Outre la taille de l’espace d’installation, les imprimantes à filament se distinguent principalement par des équipements spéciaux tels qu’un boîtier fermé ou des capteurs supplémentaires (par exemple pour la détection du filament) et par la structure de base de l’imprimante. Les plus courantes sont les imprimantes 3D cartésiennes, les ” pousseurs de lit ” comme l’Artillery Hornet (rapport d’essai) et les appareils à noyau XY. Les premières sont appelées ainsi parce que le lit d’impression se déplace le long de l’axe des y, tandis que la tête d’impression est responsable des mouvements le long des axes des x et des z. Les imprimantes à noyau XY, telles que la Creality Ender 5 Pro (rapport de test), sont un peu plus stables, mais plus chères et plus grandes. Ici, la tête d’impression se déplace sur les axes x et y. Le lit d’impression est responsable des mouvements en hauteur, sur l’axe z.

Mais quelle construction est la plus performante dans le segment de prix inférieur ? Pour ce faire, nous comparons deux poids plume au niveau du prix que nous n’avons testés que récemment. L’Artillery Hornet (rapport d’essai) avec son câble et son guide-filament innovants et la Creality Ender 5 Pro (rapport d’essai) , le grand frère de l’une des imprimantes 3D les plus populaires et les plus répandues, l’Ender 3 (rapport d’essai) .
Le frelon d’artillerie compact est doté d’une chambre de pression de 220 x 220 x 250 mm. Le fabricant spécifie une vitesse d’impression de 100 mm/s, mais recommande 30 à 60 mm/s. Vous pouvez acheter l’appareil pour un prix compris entre 150 et 180 euros. L’Ender 5 Pro, nettement plus grande, a une surface d’impression de 220 x 220 x 300 mm. Creality indique une vitesse d’impression allant jusqu’à 180 mm/s, mais recommande 60 à 80 mm/s. Dans la comparaison des prix, le noyau XY coûte environ 285 euros.

Dans notre premier test comparatif, nous avons épuisé toute la hauteur d’impression des deux imprimantes et poussé la vitesse à sa limite. L’Artillerie s’est très bien comportée à 100 mm/s. L’imprimante n’a pas non plus donné l’impression, d’un point de vue acoustique, qu’elle était à sa limite de charge. Avec une modification du firmware, il serait certainement possible d’en tirer davantage.

L’Ender 5 Pro a vraiment lutté à 180 mm/s, la pression n’était donc que moyenne à bonne. Les objets imprimés présentaient une distorsion importante et une surface très sale à l’extérieur. Les défauts étaient particulièrement visibles sur le côté opposé au montage en Z et sur le côté du refroidissement des composants. Les vibrations à cet endroit sont probablement trop élevées pour les vitesses rapides. La raison en est l’absence de la deuxième broche z du lit d’impression. Toutefois, il est possible de l’installer ultérieurement si nécessaire. Plus d’informations sur le mod est disponible sur Youtube .

Dans un deuxième test, nous avons imprimé cinq lithophanes à 60 mm/s. Il s’agit de l’impression 3D de photos, qui sont ensuite éclairées par l’arrière. Plus d’informations, des tutoriels et un outil en ligne pour créer des photos au format JPG sont disponibles sur le site d’Itslitho. Le frelon d’artillerie nous a soudainement surpris ici avec un emballement thermique. Il y a eu un bip de type alarme incendie et l’impression s’est arrêtée. Ce qui semble désagréable au premier abord peut aussi être considéré comme positif, car cette fonction du firmware reconnaît les thermistances défectueuses, les ruptures de câble et les lignes fumantes et arrête l’imprimante, évitant ainsi que des choses plus graves ne se produisent. Notre problème spécifique concernait uniquement le nouveau guide de filament vers le hotend. Le bouchon à vis annulaire s’est desserré au cours des processus d’impression précédents en raison du tuyau rigide et n’avait finalement plus aucun contact avec l’électronique du hotend. Nous avons provisoirement réussi à l’agripper avec un ruban en téflon. En outre, l’imprimante a des problèmes avec les tuyaux de filament fortement pliés. En raison de la construction, le problème se produit sur le bord droit du lit d’impression.

L’Ender 5 Pro, en revanche, a imprimé toutes les lithophanes sans aucun problème et de manière très propre. Mais nous avons eu un blocage de la buse à deux reprises. A une occasion, cela était dû au fait que le guide de l’extrudeuse était trop serré. Ce deuxième blocage nous irrite encore un peu. Nous soupçonnons que la forte courbure du tuyau Bowden, liée à la conception, et nos réglages de rétraction non ajustés ont conduit au blocage de la buse. Voici un lien vers le nettoyage du hotend et le montage correct pour que cela n’arrive pas trop souvent.

Voici maintenant la conclusion de notre comparaison. L’Artillery imprime aussi bien que l’Ender 5 Pro à la bonne vitesse, a une hauteur de construction inférieure de 50 mm et coûte 120 euros de moins. L’Artillery nous semble également nécessiter un peu moins d’entretien, car les buses bouchées de l’Ender 5 Pro ont déjà coûté beaucoup de temps. L’Ender 5 Pro peut reprendre l’impression après une panne de courant, travaille plus rapidement et dispose d’un peu plus d’espace.

Pour les imprimantes 3D bon marché, avec une différence de prix de plus de 100 euros et un processus d’impression et un montage globalement sans problème, nous nous orientons plutôt vers le système d’imprimante 3D cartésien, c’est-à-dire vers les pousseurs de lit.

Cela peut être très différent dans le milieu de gamme avec des espaces d’installation plus grands de 300 x 300 x 400 mm. Là, nous prévoyons une tendance positive vers les imprimantes à noyau XY, plus chères mais plus stables en raison de leur hauteur plus importante. En revanche, dans le segment bon marché, les pousseurs de lit sont actuellement en tête. Des tests pratiques de comparaison avec des imprimantes plus grandes suivront.

Modèles et logiciels d’impression 3D

Si vous souhaitez dessiner vous-même votre pièce imprimée à partir de zéro, vous avez besoin d’un logiciel de CAO tel que FreeCAD ou Fusion360 , qui peuvent être utilisés gratuitement, du moins en partie, ou l’outil en ligne Thinkercad . Le modèle fini est ensuite exporté sous forme de fichier STL pour être traité ultérieurement. Toutefois, l’utilisation de ces programmes de dessin technique n’est pas triviale et nécessite beaucoup de temps de formation.

Les innombrables modèles d’impression gratuits des bases de données en ligne telles que Thingiverse ou Myminifactory sont donc idéaux pour se lancer dans l’impression 3D. Outre les travaux créatifs, il existe d’innombrables pièces fonctionnelles utiles pour la maison et les loisirs. On y trouve presque tout, des pièces détachées pour voitures aux accessoires complets pour caméras d’action, en passant par les supports de téléphone portable et les butoirs de porte. En outre, il est désormais possible de personnaliser soi-même certaines pièces à l’aide du configurateur en ligne. Outre le badge personnalisé, il existe également des objets plus complexes, tels que des abat-jour personnalisés, qui peuvent être réalisés en quelques minutes, même pour les profanes. Il ne reste plus qu’à préparer les objets. Nous montrons des liens concrets vers de telles offres dans le guide des fichiers STL gratuits : Modèles gratuits pour l’imprimante 3D .

Le logiciel de tranchage nécessaire pour traiter les données 3D dépend de l’imprimante utilisée. Si quelques fabricants, comme xyz-Printing ou Nova3d , s’appuient sur leurs propres logiciels et formats de fichiers, la grande majorité des appareils fonctionnent avec des logiciels libres ou open source et des formats standard disponibles gratuitement. Certains fabricants, comme Tronxy ou Flashforge, disposent de leur propre logiciel de découpage, mais sont entièrement compatibles avec d’autres programmes. Dans le domaine des procédés d’impression FDM, Cura est le plus répandu ; la solution la plus connue pour les imprimantes à résine est la Chitubox. Les plus grands avantages de ces deux programmes gratuits sont l’énorme communauté et la bonne fonctionnalité en combinaison avec un grand choix de paramètres.

La série d’images suivante montre un exemple de la conversion d’un fichier STL en un format compatible avec l’imprimante.

matériel d’impression

Il existe différents matériaux d’impression pour les imprimantes FDM et les imprimantes DLP – en fin de compte, il s’agit toujours d’une forme de composé plastique. Non seulement ces différents matériaux ont des propriétés différentes en termes de stabilité, de poids et de résistance à la chaleur, mais ils nécessitent également des réglages différents dans le logiciel de tranchage.

En ce qui concerne les consommables pour les imprimantes FDM, il existe un très grand choix – en particulier les formes mixtes à teneur en pierre, en bois ou en carbone sont extrêmement pratiques pour les applications spéciales. Lors de la transformation, les filaments diffèrent notamment par les températures requises pour la tête d’impression et le lit d’impression. Si certains types de filaments, comme le PLA ou le filament de bois, sont relativement faciles à manipuler, d’autres matériaux, comme l’ABS ou le nylon, nécessitent beaucoup plus de sensibilité et d’expérience pour obtenir un résultat décent. Plus d’informations à ce sujet dans nos guides Imprimantes 3D : Quel filament pour quelle application et pierre, métal, conducteur : Filaments exotiques pour imprimantes 3D .

La principale différence entre les imprimantes DLP est le temps d’exposition de la résine, qui dépend également des couleurs et de la transparence respectives. Notre comparaison des résines montre ce à quoi cela ressemble en pratique : Cinq résines pour imprimantes SLA dans le test .

Le choix des fabricants est vaste, mais la variété des différents types est nettement inférieure à celle des filaments. Il existe toutefois des formes spéciales, comme la résine flexible (guide) , qui permet d’imprimer des structures semblables à du caoutchouc. En fin de compte, la manipulation est toujours la même – seul le temps d’impression diffère ici. Pour en savoir plus, consultez le guide des résines pour imprimantes 3D : Flexible, extra stable ou lavable .

Équipement

Un espace approprié doit être disponible pour les deux procédés d’impression. Celui-ci doit être ventilé et avoir une température ambiante moyenne (environ 20 à 26 degrés). Le principal problème de l’impression FDM est le niveau sonore parfois élevé des ventilateurs. Certains matériaux, comme l’ABS, peuvent également dégager une odeur désagréable. Lorsqu’on travaille avec des imprimantes à résine, ce n’est pas le volume qui pose problème, mais l’odeur. En outre, il ne doit pas faire trop froid, sinon des problèmes surviendront lors de l’impression avec de la résine. Ces deux technologies ne sont pas adaptées au salon ou au bureau, car les processus d’impression peuvent durer plusieurs jours et sont gênants sur le plan acoustique et olfactif.

En dehors de l’imprimante, du filament et du logiciel de découpage, aucun accessoire supplémentaire n’est nécessaire pour les impressions FDM. Bien qu’il soit judicieux de disposer d’une spatule pour retirer l’objet fini du lit d’impression, celle-ci est généralement incluse dans la livraison. Les outils nécessaires à l’entretien et à la réparation (serrage des vis) sont généralement aussi inclus.

La série de photos suivante montre le montage de l’imprimante FDM Tronxy x5SA Pro.

Outre les consommables et un ordinateur équipé d’un logiciel de tranchage, d’autres éléments sont nécessaires pour travailler avec une imprimante à résine. Outre la spatule et les outils d’alignement de la plate-forme d’impression, quelques jeux d’équipements de protection sont généralement inclus dans la livraison. Un masque respiratoire et des gants jetables sont importants car la résine liquide n’a pas seulement une odeur désagréable, mais présente également un risque pour la santé. Un cycle de lavage dans un bain d’isopropanol est nécessaire pour nettoyer les produits d’impression finis. Il existe également des résines qui peuvent être lavées à l’eau. Cependant, l’eau utilisée pour le nettoyage ne doit jamais entrer dans le cycle de l’eau, mais doit être éliminée au centre de recyclage ! L’impression doit ensuite être post-séchée sous une lampe UV appropriée. Pour réutiliser la résine non utilisée, il est ensuite nécessaire d’utiliser des tamis à peinture fine pour éliminer les impuretés. Pour la procédure complète, nous recommandons un document de travail généreux et par exemple la station Wash&Cure d’Anycubic (rapport de test) . Nous montrons d’autres accessoires dans le guide Les accessoires les plus importants pour les imprimantes à résine . En plus des résines standard, il existe également des consommables aux propriétés spéciales, mais le choix est nettement plus restreint que pour les filaments. Plus d’informations à ce sujet dans l’article Flex-Resin : Plus d’élasticité dans les imprimantes SLA . Notre article Cinq résines pour imprimantes SLA à l’épreuve montre à quel point les paramètres diffèrent de résines apparemment similaires.

Prix

Si vous décidez de vous lancer dans votre hobby le plus facilement possible, vous finirez inévitablement par acquérir une imprimante FDM. Si vous voulez vous concentrer uniquement sur l’impression, vous devriez regarder de plus près les modèles entièrement assemblés Qidi X-Plus (rapport de test) et Flashforge Adventurer 3 (rapport de test) . Ici, c’est le déballage et la mise en route. Par exemple, le kit pré-assemblé de l’Artillery Hornet (rapport d’essai) ou de l’Anycubic Vyper (rapport d’essai) est nettement moins cher et reste simple à construire. Si la plus grande chambre de pression possible est requise, nous recommandons le kit à monter soi-même du Tronxy X5SA (rapport d’essai) ou X5SA Plus (rapport d’essai).

Si la priorité est accordée au souci du détail, par exemple pour les petites figurines de jeux de table, seule une imprimante en résine telle que l’Anycubic Mono X (rapport d’essai) ou la peu coûteuse Creality Halot One (rapport d’essai) peut être envisagée.

Conclusion

L’entrée dans le monde des imprimantes 3D est également possible pour les débutants avec les deux procédés d’impression – si vous êtes prêt à traiter le sujet. Aucune des deux méthodes ne fonctionne sans connaissances préalables, le sujet est tout simplement trop complexe pour cela.

Vous avez besoin d’une imprimante et de ses consommables, ainsi que d’un ordinateur pour préparer les modèles 3D. Vous pouvez soit les dessiner vous-même, soit les télécharger sur Internet. Si vous utilisez une imprimante DLP, un équipement supplémentaire est nécessaire pour le post-traitement. Pour les débutants, nous recommandons de jeter un coup d’œil à l’imprimante bon marché mais très bonne Creality Halot One (rapport de test).

Dans l’ensemble, nous pensons que les imprimantes FDM conviennent mieux aux débutants. D’une part, cela est dû aux coûts d’acquisition et d’entretien plus faibles, ainsi qu’à l’effort global moindre par rapport au travail avec la résine. Nous présentons les modèles les moins chers dans l’article Les 15 imprimantes 3D les moins chères . Nous vous recommandons le modèle bon marché Artillery Hornet (rapport de test) ou le modèle Anycubic Vyper (rapport de test), mieux équipé. Si vous souhaitez imprimer en 3D sans assemblage, vous devriez jeter un coup d’œil à l’Adventurer 3 de Flashforge (rapport d’essai), entièrement assemblée. Bien qu’elle ne dispose que d’un espace d’installation limité, elle a convaincu dans le test avec une manipulation facile et une qualité d’impression élevée.

Si vous êtes toujours à la recherche d’un matériel d’impression approprié pour commencer, vous devriez jeter un coup d’œil à notre test comparatif Five Rainbow Filaments (PLA) entre 16 et 35 euros . Vous trouverez d’autres guides et tests individuels dans notre univers thématique sur les imprimantes 3D.

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