L'impression 3D pour les Nuls
Introduction
1
Au sujet de ce livre1
Présupposés2
Icônes de marge2
Structure du livre3
Partie I : Découverte de l'impression 3D3
Partie II : Matériaux et modèles3
Partie III : Contexte économique de l'impression 3D4
Partie IV : La fabrication additive personnelle4
Partie V : Construction d'une machine RepRap4
Objectifs du livre4
Pour aller plus loin5
Remarques de la version française5
Imprimantes et exprimantes5
Partie I : Découverte de l'impression 3D7
Chapitre 1 : Fabrication additive et imprimantes 3D
9
Principe de la fabrication additive10
Pourquoi additive ?11
Comparaison avec la fabrication traditionnelle13
Avantages de la fabrication additive17
Applications de la fabrication additive23
Le concept RepRap24
Chapitre 2 : Catégories de fabrication additive
25
Techniques générales de fabrication additive26
Stéréolithographie de photopolymères27
Frittage de poudres et grains31
Lamination de feuilles (LOM)33
Dépôt de filament fondu (FDM)35
Autres techniques de fabrication additive37
Matériaux naturels37
Fabrication en couleurs38
Fabrication multi-matériaux39
Faiblesses des technologies actuelles40
Vitesse de fabrication40
Dimensions maximales41
Contraintes au niveau des modèles41
Limites dans le choix des matériaux42
Chapitre 3 : Applications de la fabrication additive
45
Création directe d'objets en additif46
Prototypage rapide46
Fabrication numérique directe48
Restauration et réparation49
Fabrication d'objets volumineux51
Accessoires de décorations et mobilier52
Création de bâtiments53
Recyclage des domiciles56
Moulage et fonderie en FabAdd57
Moules à matière perdue58
Production de moules par frittage58
Personnalisation médicale et artistique59
Implants médicaux59
Prothèses personnalisées61
Vêtements et textiles61
Usines portables et lieux spéciaux63
Fabrication militaire64
Exploration spatiale64
Partie II : Matériaux et modèles67
Chapitre 4 : Matériaux pour la fabrication additive
69
Matériaux pour extrusion70
Filaments thermoplastiques72
Filaments expérimentaux76
Pâtes pour extrusion78
Matériaux granulaires et poudres79
Poudres de plastique79
Sucre et sel80
Poudres métalliques80
Sables et autres grains naturels81
Résines photosensibles81
Matériaux biologiques82
Fabrication additive de nourriture84
Greffe de tissus et d'organes85
Autres matériaux86
Matériaux recyclés86
Matières premières alimentaires87
Soutien aux populations88
Chapitre 5 : Obtention des fichiers modèles de fabrication
89
Les référentiels ou entrepôts de fichiers modèles90
Entrepôts de modèles des fabricants91
Entrepôts de modèles communautaires93
Création d'un fichier modèle en CAO95
Numérisation d'objets fixes par scanner99
Photogrammétrie et modélisation102
Préparation des modèles pour la fabrication106
Visionneuses de modèles 3D107
Modéliseur de maillages107
Réparateur de mailles108
Partie III : Contexte économique de l'impression 3D109
Chapitre 6 : Démocratisation de l'impression 3D
111
Démocratisation de la fabrication112
Objets personnalisés112
Reproduction d'objets historiques113
Création de modèles 3D115
Diffusion de fichiers modèles117
Création d'un modèle unique118
Fabrication sur demande à l'unité120
Création d'objets impossibles122
Fabrication de nouveaux outils124
La fin des objets massifs124
Création d'outils de création d'outils126
Chapitre 7 : Impacts économiques, juridiques et éthiques
129
Bouleversement des modes de production129
La relocalisation comme chambardement130
Raccourcissement de la chaîne de production133
Fabrication locale134
Augmentation de la durée de vie des objets135
Considérations de propriété intellectuelle137
Menace sur les protections des brevets137
À propos de responsabilité juridique140
Exploitation de brevets expirés141
Propriété intellectuelle et innovations142
Protection des droits intellectuels143
Mise en place de contrôles éthiques144
Chapitre 8 : Pistes de recherche en fabrication additive
147
Objets pédagogiques et électroniques147
Outils éducatifs148
Nouvelles tendances en fabrication personnelle150
Circuits électroniques en 3D152
Objets interactifs et autonomes152
Drones, robots et applications militaires153
Machines réplicantes de Von Neumann154
Recherche de nouveaux matériaux155
Dans l'espace et sous la mer155
Innovations médicales158
Partie IV : La fabrication additive personnelle161
Chapitre 9 : Fabrication additive artistique
163
Embellir le corps154
Personnalisation du cadre de vie154
Redevenir tous créateurs156
Abstractions concrètes168
Chapitre 10 : Imprimantes 3D grand public
175
Imprimantes 3D cartésiennes176
Imprimantes 3D delta179
Imprimantes 3D polaires183
Innovations prochaines185
Chapitre 11 : Choix d'une machine RepRap
189
Évaluation de vos besoins de fabrication additive190
Machine RepRap ou pas ?190
Machine pré-assemblée ou en kit ?192
Projets ouverts, projets fermés et licences194
Sélection d'un type d'imprimante 3D197
Les modèles auto-répliquants RepRap197
Imprimantes 3D en kits203
Les modèles expérimentaux205
Autres architectures de machines207
Sélection du matériau de fabrication208
Thermoplastiques209
Matériaux organiques PLA/PHA210
ABS214
Matériaux en pâte215
Identification des composants215
Le bâti structurant216
L'extrudeur217
Le plateau support220
L'électronique de contrôle222
Les logiciels de préparation et de fabrication223
Partie V : Construction d'une machine RepRap227
Chapitre 12 : Assemblage de la structure
229
Acquisition de composants ou d'un kit229
Kits à monter230
Approvisionnement direct233
Fabrication locale des pièces233
Sites web de style eBay234
Composants mécaniques requis (partie 1/2)234
Mécanismes de déplacement237
Déplacements selon l'axe Z237
Déplacements selon les axes X et Y240
Assemblage du cadre de structure243
Assemblage du cadre de l'axe Y d'une Prusa i3250
Assemblage des axes de déplacement252
Assemblage de l'axe Y d'une Prusa i3256
Assemblage des axes X et Z d'une Prusa i3258
Réunion des trois axes X, Y et Z262
Repérage du point de départ (home)262
Chapitre 13 : L'électronique de contrôle RepRap
265
Présentation de l'électronique RepRap265
RAMPS266
RAMBo (RepRap Arduino-compatible Motherboard)267
Sanguinololu268
Minitronics268
RUMBA270
Elefu-RA V3271
Megatronics272
Installation de l'électronique de la machine RepRap273
Préparation avant assemblage de l'électronique273
Moteurs, capteurs et composants modulaires282
Fonctionnement autonome (sans ordinateur)283
Modules de pilotage des moteurs pas à pas284
Sélection des capteurs de position285
Sélection de l'alimentation électrique287
Adjonction d'un ventilateur et de lumières292
Câblage et connexions RepRap293
Configuration du logiciel embarqué (microgiciel)295
Configuration du microgiciel d'une Prusa i3297
Transfert du microgiciel Marlin sur la carte RAMPS304
Chapitre 14 : Assemblage et entretien d'un extrudeur RepRap
307
L'extrusion de thermoplastiques307
Assemblage de l'extrudeur et du point chaud d'une Prusa i3315
Montage du mécanisme d'entraînement sur l'axe du moteur315
Montage du roulement de pression de la roue folle316
Montage du point chaud J-head316
Montage du sous-ensemble extrudeur sur le chariot X317
Connexion de l'extrudeur à la carte RAMPS317
Extrusion de pâte avec une seringue318
Objets multicolores321
Refroidissement de l'extrudeur avec un ventilateur329
Chapitre 15 : Découverte des logiciels et réglages de la machine
333
Logiciels de modélisation et fichiers modèles334
Les logiciels de conception de modèles339
Vérification du modèle avec Netfabb341
Utilisation de Slic3r342
Configuration de Slic3r343
Préparation du fichier modèle avec Slic3r347
Calibrage de la machine356
Mise à niveau du plateau et du lit358
Réglage du circuit de contrôle de température du point chaud360
Calibrage de la distance de l'extrudeur360
Fabrication d'un objet365
Fabrication de vases, de pots et de tasses370
Fabrication de gros objets372
Fabrication de petits objets ou de détails très fins372
Fabrication de plusieurs objets à la fois374
Amélioration de la qualité374
Fonctionnement et entretien de l'extrudeur375
Réparation d'un point chaud ou d'un extrudeur bouché378
Acquisition d'une gamme d'extrudeurs380
Index
383