Passage à l’acte, épisode 1 : l’impression 3D

Choix du prestataire pour l’impression 3D

Je n’ai ni la place ni l’envie d’installer une imprimante 3D personnelle. Pour un usage ponctuel, la qualité que peut fournir un professionnel sera toujours bien supérieure à tout ce que l’on peut obtenir chez soi, à moins d’y mettre des sommes astronomiques, qui ne seront jamais rentabilisées, par définition.

J'ai donc enquêté sur le web à la recherche du prestataire idéal : pas trop cher, mais donnant une qualité acceptable pour du modélisme. En effet, il y a de très nombreuses offres actuellement, mais pour des objets plus artistiques que techniques, qui ne nécessitent pas autant de précision. Deux se sont détachés du lot : Shapeways et Drim 3D.

Drim 3D

L’ennui, avec Drim 3D, c’est que vous êtes tout de suite rebuté par « Pour une demande de devis et nous transmettre des fichiers, cliquez ici : », puis « Ce service est réservé aux professionnels. Disponible également pour les particuliers pour des transferts importants et réguliers uniquement ». Ça ne donne pas envie de continuer…

Rectificatif : en fait, il y a une « interface » accessible directement aux particuliers, mais, pour une raison indéterminée, elle ne s’est pas affichée sur mon écran ; il y avait un simple rectangle blanc. J’ai appris cela en les interrogeant plus tard directement par mail, ce que j’aurais peut-être dû faire tout de suite. J’ai eu un accueil très sympathique et réactif. J’ai même bénéficié d’un commentaire détaillé et de conseils sur la qualité de ma conception 3D. Je pense qu’ils gagneraient beaucoup à moderniser leur site, dans lequel la navigation n’est pas très intuitive.

Shapeways

Je m’inscris donc sur Shapeways, puis je me lance : Upload a 3D model, Select file. Ici, je suis coincé : je dois choisir un fichier, alors que j’en ai onze à imprimer !

All3DP

Un peu dépité, je relance une recherche Internet, et je tombe sur le site allemand All3DP. Ce site se propose de fournir « toutes les informations sur les imprimantes 3D, les scanners 3D et la modélisation 3D ». En particulier, il nous propose de calculer un devis pour une impression 3D (seulement en anglais et en allemand). Le processus est le suivant : Upload, compare, order. Vous envoyez tous vos fichiers, ils sont (je pense et j’espère) validés, puis on vous propose tout un choix de matières avec toutes les informations utiles, et enfin le ou les fabricants possibles (il y a six partenaires : Shapeways, i.materialise, sculpteo, trinckle, Treatstock et FF3DM).

Trop beau pour être vrai, pensez-vous ? Je l’ai craint aussi, mais je me suis lancé. Création d’un compte, téléchargement des fichiers, choix de la matière puis du (seul) fabricant correspondant, Shapeways (!), commande, paiement (Paypal), mail de confirmation, comme partout, puis… silence radio. J’ai cherché sur leur site un espace personnel pour le suivi de commande : rien. Si j’ai bien compris, l’organisation est récente et travaille à la mise en place de la structure. Au bout d’une semaine, j’ai envoyé un mail de relance et j’ai eu une réponse rapide qui s’excusait de ce silence et qui m’annonçait l’expédition de ma commande. Le délai a été finalement d’une dizaine de jours.

Finalement, bonne prestation. Le gros avantage de ce site est de pouvoir estimer le prix de votre projet, quitte à aller voir ailleurs ensuite. J’ai oublié de préciser que l’expédition est faite par le fabricant lui-même à votre adresse. Je suppose aussi que les fichiers sont validés soit par All3DP, soit par le fabricant, mais je n’ai eu aucune remarque, et les pièces reçues sont conformes aux fichiers envoyés. La qualité des pièces est discutée ci-dessous.

Qualité des pièces

Je constate des différences surprenantes au sein d’une même pièce.

Certaines, même très petites, présentent à la fois des détails très fins, par exemple les joints de fenêtre de la cabine ou les logements pour les vitres que j’ai prévus à l’intérieur, et un état de surface que je qualifierai de grumeleux. Les angles vifs sont particulièrement affectés d’un curieux phénomène de « barbules » comme des plumes vues au microscope.

Détail de la cabine

Il faut quand même relativiser : cela ne se voit que de très près. Il faudra cependant ébavurer tout cela.

La première chose à retenir est donc qu’il faut éviter les angles vifs. S’il y a une prochaine fois, j’essaierai en appliquant systématiquement un congé de l’ordre de 0,1 mm de rayon.

Deuxième constat, attendu celui-ci : les surfaces obliques sont très crénelées. Attendu, mais pas à ce point pour une matière qualifiée de Fine Detail Plastic. Il est donc nécessaire de poncer ces surfaces, ce qui implique d’éviter les détails en relief qui ne survivront pas à ce traitement. Illustration avec la jambe du portique, que j’ai essayé de peindre à l’aérographe sans ponçage, pour voir…

Détail du pied de palée

C’est bien joli d’accepter des détails d’une finesse allant jusqu’à 0,3 mm pour les épaisseurs de paroi et même 0,1 mm pour les petits reliefs, qui sont effectivement apparents (ici, les petits « boulons » ont une tête de ø 0,5 mm), mais ils seront détruits si l’on ne peut pas laisser tel quel l’état de surface.

La deuxième chose à retenir est donc qu’il est préférable de réserver ce genre de détails à une autre technique, la photogravure par exemple, et de garder les surfaces exemptes de petits détails en relief.

Troisième constat, plus positif celui-ci : les tolérances d’ajustement des pièces, dont le jeu minimum est donné pour 0,05 mm, sont bien respectées. Par exemple, l’adaptation des bogies sur le bas de palée, celle de la cabine sur son socle, ou encore l’encastrement des poutrelles supports d’armoires électriques sur les poutres doubles, sont quasi parfaits.

Par exemple, dans le dernier cas, les tenons ont une section carrée de 0,6 mm et les mortaises de 0,7 mm.

Les détails ne sont pas très visibles à cause du manque de contraste dû au fait que les pièces sont translucides : le logiciel d’empilement d’images a eu du mal…

Emboîtement des pièces

Enfin, les courbes sont en général bien rendues, et bizarrement sans « marches d’escaliers ». Exemple ici avec les galets d’un chariot de treuil, dont le diamètre de roulement — si l’on peut dire — est de 3,4 mm.

Dessous du chariot

Certains intervenants sur le forum Loco-Revue disent que l’état de surface des pièces fabriquées par Drim 3D est meilleur. Cela sera à tester la prochaine fois, s’il y a une prochaine fois.

Problème de dimensions

Je constate une certaine disparité dans le respect des dimensions. Les deux poutres entretoises ont une longueur identique (elles ont été imprimées ensemble) et conforme à 1/10 près. Mais les deux palées sont différentes de 0,5 mm ; il manque 0,5 mm à l’une, 0,9 mm à l’autre, soit une erreur relative allant de −0,5% à −0,8%. La hauteur n’est pas conforme non plus : il manque à la palée côté cabine 0,5 mm, soit encore une erreur relative de −0,5%. Sur l’une des poutres doubles, les pièces les plus longues, il manque 0,7 mm (−0,3%). L’erreur absolue n’est pas d’être catastrophique, bien que supérieure à celle annoncée sur le site (±0,2 mm pour 100 mm, soit 0,2%); mais l’ennui est que d’une part les pièces symétriques ne sont pas de même taille, et que d’autre part l’erreur relative n’est pas constante, ce qui ne permettrait pas de la compenser en modifiant l’échelle.

Je constate une certaine disparité dans le respect des dimensions. Les deux poutres entretoises ont une longueur identique (elles ont été imprimées ensemble) et conforme à 1/10 près. Mais les deux palées sont différentes de 0,4 mm ; il manque 0,5 mm à l’une, 0,9 mm à l’autre, soit une erreur relative allant de −0,5% à −0,8% (longueur attendue 111,5 mm).

Comparaison des palées

La hauteur n’est pas conforme non plus : il manque à la palée côté cabine 0,7 mm, soit encore une erreur relative de −0,7% (hauteur attendue 107,2 mm). Sur l’une des poutres doubles, les pièces les plus longues, il manque 0,7 mm (−0,3%). L’erreur absolue n’est pas catastrophique, bien que supérieure à celle annoncée sur le site (±0,2 mm pour 100 mm, soit 0,2%); mais l’ennui est que d’une part les pièces symétriques ne sont pas de même taille, et que d’autre part l’erreur relative n’est pas constante, ce qui ne permettrait pas de la compenser en modifiant l’échelle.

Comparaison des palées

Préparation des pièces

Comme on vient de le voir, il y a beaucoup de « nettoyage » à faire. Mais, auparavant, il faut débarrasser la surface et l’intérieur des pièces, si elles sont creuses, d’une matière cireuse qui reste parfois en grande quantité, même si le fabricant indique qu’un nettoyage a été fait en usine. Personnellement, j’ai suivi leurs conseils et j’ai plongé les pièces dans un bain d’acétone qui a été efficace.

Vient ensuite le ponçage, qui, comme déjà dit, est destructeur pour les petits reliefs, même en prenant de grandes précautions.

En ce qui concerne l’apprêt et la peinture, choses cruciales en raison de la translucidité des pièces, la question peut se poser de savoir s’il faut les faire avant ou après montage. Avant, c’est plus facile pour les manipuler, mais il faut masquer les zones de collage. Autre avantage : l’apprêt permet de mieux voir les défauts de surface, et donc de les corriger avant le montage.

Premier montage à blanc

Voici le résultat après ponçage donc, une couche d’apprêt et deux de peinture (le jaune est de chez Interfer, acrylique à l’eau pas très facile d’application, le blanc des chariots est de l’enamel Humbrol — toutes les peintures sont diluées avec le produit correspondant de la marque et appliquées à l’aérographe).

Le montage à blanc est réalisé avec de l’adhésif double face. Malgré les petites variations de dimensions constatées précédemment, les pièces s’emboîtent correctement les unes dans les autres.

Montage à blanc des pièces en résine

Tests de collage

Suite à une discussion avec un membre du forum Loco-Revue, j’ai voulu tester la possibilité de collage de la résine, à la fois sur elle-même et avec le maillechort. On m’a conseillé le site La Colle Pro. J’y ai acheté deux types de colle cyanoacrylate, l’une dite « universelle », l’autre pour métal, ainsi qu’un produit, le « primaire », censé faciliter le collage des plastiques réputés difficiles, tels que le polypropylène (PP) ou le polyéthylène (PE).

Les essais ont été faits sur des pièces de rebut, qui ont été refaites gratuitement suite à non-conformité. Sur la photo qui suit, les repères correspondent à des collages avec différentes combinaisons.

Les chiffres correspondent à des collages de chutes de maillechort dans les mortaises prévues pour une passerelle dans la palée en résine :

  1. cyano métal avec primaire appliqué sur la résine ;
  2. cyano métal sans primaire ;
  3. cyano universelle avec primaire ;
  4. cyano universelle sans primaire.

Les lettres correspondent à des collages de poutre sur palées :

  1. cyano universelle avec primaire ;
  2. cyano universelle sans primaire.

Essais de collage

Je n’ai pas fait de test destructif ! Mais les résultats sont les suivants : les chutes de maillechort tiennent à l’arrachement (avec une traction modérée), mais elles ont du jeu vertical. Ceci est dû principalement à la faible profondeur d’encastrement, qui sera corrigée. En ajoutant une goutte de colle supplémentaire, avec le même processus, c’est la pièce collée avec la cyano universelle, sans primaire, qui tient le mieux.

Quant aux collages résine sur elle-même, c’est là aussi la cyano universelle sans primaire qui tient le mieux. Je pense que, si j’avais forcé davantage, c’est la résine qui aurait cassé.

À suivre…

Téléchargez, comparez, commandez

J’ai appris plus tard que, si les prix s’affichent, cela signifie qu’une validation automatique a été faite chez le fabricant. Mais il est possible qu’une vérification manuelle des fichiers amène à une modification des tarifs, auquel cas le client est averti et questionné sur ses intentions.