Un petit retour d'expérience sur mes premiers pas en impression 3D avec Sketchup pour modéliser et l'Ultimaker2 (+Cura) pour imprimer

Avertissement : Sketchup peut créer des formes non désirées dans l'export .obj ⇒ vérifier avec Blender

L'imprimante construit couche par couche à partir de fils (de 0.1mm de diamètre de buse pour le modèle d'imprimante utilisée) ⇒ si dans la l'objet, 2 formes sont séparées par un espace faible, par exemple 2 cylindres concentriques séparées par 1 mm, des résidus de fils de matière risquent de relier par endroits les 2 formes. Il est donc nécessaire parfois de devoir faire des finitions sur ces bavures (ébavurer, limer, poncer) et avoir accès à ces espaces avec des outils. Cura indique ces fils potentiels (en bleu, dans la vue Layers) et permet de paramétrer “Enable Retraction” afin de l'éviter au maximum. De même, une surface verticale ne sera pas parfaitement lisse du fait de la construction en couches successives.

Pour imprimer plusieurs formes en une fois, il faut les ouvrir un par un et les placer dans le même fichier dans Cura et demander à les imprimer une par une (Print sequence “One at Time”). Si on choisit de les imprimer en parallèle, on aura des fils résiduels lors de l'impression couche par couche au passage d'un objet à l'autre (cf point précédent mais en pire). Attention, si les différentes formes ont été toutes agrégées dans le fichier .obj avant l'ouverture dans Cura, Cura ne verra qu'un seul objet (1 objet = 1 fichier). A l'ouverture dans Cura de chaque fichier, une ombre rectangulaire est présente autour de la forme, comme un socle un peu étendu, elle correspond à l'espace à préserver autour de la pièce pour que les bords de l'imprimante ou les 1eres pièces imprimées ne perturbent pas la tête d'impression (autant les écarter assez et ne pas les aligner).

La couche initiale est faite sur une surface plane, mais les couches suivantes sont posées en hauteur. Si un vide dans la pièce nécessite de faire un “pont” de matière, ce pont va être soumis à la gravité pendant que la matière est chaude et va potentiellement se déformer. Un pont de faible longueur sera peu influencé, sinon, il faut penser à ajouter une matière pour l'étayer pendant l'impression puis la supprimer (manuellement) après impression. Notons que ces ponts de faible longueur sont prévus par défaut par Cura (logiciel d'impression) lors du remplissage des formes pleines avec une structure alvéolaire (économie de matière sans nuire à la solidité). La configuration par défaut de Cura prévoit une couche externe par défaut des formes pleines (ce qui entoure la structure alvéolaire à l'intérieur d'une forme pleine) de faible épaisseur, si la surface externe doit être lisse et polie après impression, de la matière sera retirée et peut fragiliser la pièce, mais il est possible de configurer l'épaisseur de la couche externe (0.8mm par défaut). Pour contourner la problématique des ponts, on peut parfois penser à imprimer une pièce “la tête en bas” en fonction de sa configuration. Notons que la problématique des ponts de matière correspond à un ajout de matière ayant une fondation pour déposer la matière, si, dans la pièce à imprimer, de la matière doit être déposée dans le vide à partir d'une certaine couche, l'imprimante risque de sortir des fils de matière qui resteront solidaires de la buse jusqu'à ce qu'un point d'accroche soit trouvé. Dans ce cas, il faut impérativement soit penser à un support partant de la couche0, soit faire une rotation de la pièce, soit être amateur de chaos.

Le respect des dimensions des pièces par rapport au fichier 3D n'est pas à 100%. La matière est déposée à chaud lors de l'impression puis va se contracter légèrement lors du refroidissement, les résidus de fils de matière peuvent modifier le périmètre d'une forme (ceci en fonction des contraintes imposées à la tête d'impression si la forme est discontinue). Ainsi les dimensions sont sujettes à une marge d'erreur (généralement inférieures à la taille attendue). Sur des pièces de petite taille, l'erreur peut être par exemple 0.2mm sur un diamètre de 8mm, donc de 2.5% d'écart. Notons que la couche initiale ne subit pas exactement la même déformation que les couches supérieures lors du refroidissement car elle est en contact avec le support qui est chauffé pour maintenir l'adhésion de la pièce au support. Il peut donc y avoir un écrasement de la 1ere couche de matière qui va modifier le diamètre conjugué à un refroidissement différent de la matière à l'air au dessus du support. Ceci est à prendre en compte si 2 pièces doivent être assemblées, cette couche0 peut poser problème. Ces écarts seront d'autant plus visibles si la pièce imprimée doit être assemblée avec une pièce existante non construite par le même procédé. Une solution possible peut parfois être, par exemple pour un cylindre, de le prévoir légèrement conique pour qu'à un moment les diamètres des pièces à ajuster concordent.

Si la taille de l'objet à imprimer et surtout de ses détails est trop proche de la taille de la buse, donc de l'ordre du mm, le résultat final sera parfois un peu approximatif par rapport au modèle 3D. Dans mon cas un petit triangle de (3mm;3.5mm;2mm) a été imprimé comme une sorte de paroi de 3mm*1mm.