Du débutant qui souhaite découvrir l'univers de l'impression 3D par dépôt de filament plastique fondu à l'utilisateur confirmé désireux d'améliorer ses projets d'impression, en passant par le professionnel ayant à coeur de disposer d'un véritable aide-mémoire pour l'assister dans ses conceptions, ce livre permet à son lecteur de maîtriser le processus complet d'impression 3D.

Après un historique de la fabrication additive, le second chapitre met en avant les besoins des imprimeurs 3D, que ce soit dans un contexte professionnel ou personnel. Le lecteur découvre ensuite comment faire ses premiers pas avec l'imprimante 3D et en étudie la composition et le vocabulaire à appréhender. Il poursuit avec le montage et la calibration mécanique de l'imprimante et est guidé pour sa première impression 3D avec le logiciel Ultimaker Cura.

La suite du livre permet au lecteur de perfectionner ses impressions 3D avec des informations utiles pour l'optimisation des paramètres de l'imprimante, notamment grâce à Pronterface. L'auteur explique ensuite l'importance de la première couche de plastique pour le bon déroulement des impressions 3D. Le lecteur apprend à entretenir son imprimante pour maintenir sa durée de vie et la qualité de ses impressions. L'amélioration des impressions 3D, la préparation des pièces, le choix des matériaux et les limites techniques d'une imprimante 3D de bureau sont également détaillés. Afin de répondre à toute problématique rencontrée avec son imprimante 3D, l'auteur propose des diagnostics sur les problèmes d'impression les plus courants. Ce livre se termine par trois chapitres permettant au lecteur d'aller plus loin avec son imprimante 3D avec une introduction à la multiextrusion, le contrôle à distance de son imprimante 3D avec OctoPi et les solutions de post-traitement de ses pièces imprimées en 3D afin d'obtenir un résultat professionnel.


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Avant-propos

1. Introduction

Historique de la fabrication additive

1. Les années 1980 : genèse de l'impression 3D
2. Les années 1990 : les fondations industrielles
3. Les années 2000 : une décennie d'innovations
4. Les années 2010 : la démocratisation
5. Les années 2020 : quel avenir pour l'impression 3D ?

Quelle imprimante 3D choisir ? Pour quel besoin ?

1. Des technologies additives qui répondent à des besoins spécifiques
   1. 1. L’impression 3D FFF/FDM/DFF (dépôtde filament fondu)
   2. 2. L’impression 3D SLA (photopolymérisation)
   3. 3. L’impression 3D SLS (frittage de poudre)
2. Les différents domaines de l'impression 3D
   1. 1. Dans le monde industriel
   2. 2. Dans le monde des makers
3. Par quoi commencer ?
   1. 1. Imprimante 3D cartésienne ou delta ?
   2. 2. Imprimante 3D en kit ou déjà montée?
   3. 3. Structure de l’imprimante 3D
   4. 4. Système d’extrusion
   5. 5. Mise en garde sur les volumes d’impression
   6. 6. Plateau chauffant et chambre d’impression régulée
   7. 7. Caractéristiques techniques à vérifier
   8. 8. Options
   9. 9. Rapport qualité/prix et support

Premiers pas avec mon imprimante 3D

1. Composition d'une imprimante 3D FFF
   1. 1. Les axes d’une imprimante 3D
      1. a. Imprimantes cartésiennes
      2. b. Imprimantes delta
   2. 2. Le type de système d’extrusion
      1. a. Le système Direct Drive
      2. b. Le système Bowden
      3. c. Comparaison Bowden/Direct Drive
      4. d. Le système Direct Drive déporté
      5. e. Les systèmes à double entraînement
   3. 3. Le guidage des axes
      1. a. Les moteurs pas-à-pas
      2. b. Les contrôleurs de moteurs pas-à-pas
      3. c. Les amortisseurs de moteurs
      4. d. La transmission de courroie
      5. e. Les tendeurs de courroies
   4. 4. La carte électronique de contrôle
      1. a. Le micrologiciel : firmware
      2. b. L’EEPROM de votre imprimante 3D
      3. c. Introduction au langage G-Code
2. Le flux de travail en impression 3D
   1. 1. Naissance des idées
   2. 2. Conception 3D
   3. 3. Maillage 3D
   4. 4. Modèles 3D sur le net
   5. 5. Transformation du maillage 3D en commandes numériques
   6. 6. Slicers d’impression 3D

Montage et calibration mécanique

1. Les points clés du montage de votre imprimante 3D
   1. 1. La première erreur des débutants
   2. 2. Les points clés mécaniques
      1. a. Parallélisme
      2. b. Jeu sur les axes
      3. c. Tension des courroies
      4. d. Serrage des vis
      5. e. Montage de la tête d’impression
      6. f. Serrage à chaud de la buse
      7. g. Les têtes d’impression à montagerapide : E3D RapidChange Revo
   3. 3. Les points clés électriques
      1. a. Vérification électrique des connexions
      2. b. Identification de la tension d’alimentation en entrée/sortie
2. La séquence de remise à l'origine des axes
3. Les trois piliers de la calibration mécanique
   1. 1. Premier pilier : le parallélisme
   2. 2. Second pilier : la distance buse-plateau
   3. 3. Troisième pilier : la tension descourroies

En route vers la première impression 3D

1. Quel environnement pour votre imprimante 3D ?
   1. 1. Les conditions pour imprimer
   2. 2. La sécurité des personnes
2. Installation du slicer 3D : Ultimaker Cura
   1. 1. Windows
   2. 2. macOS
   3. 3. Linux
3. Configuration de votre imprimante 3D
   1. 1. Les profils préenregistrés
   2. 2. La création d’un profil vierge
      1. a. Profil simple pour une extrusion
      2. b. Multiextrusion avec plusieurs buses
      3. c. Multiextrusion avec une buse
4. Interface de Cura
   1. 1. Passage du logiciel en français
   2. 2. Explication de l’interface
      1. a. Déplacements de la vue
      2. b. Fenêtre Préparer
      3. c. Fenêtre Aperçu
      4. d. Fenêtre Surveiller
   3. 3. Quelques plug-ins utiles
      1. a. Auto-Orientation
      2. b. Automatic Slicing Toggle
      3. c. Printjob Naming
      4. d. Setting Visibility Set Creator
      5. e. Sidebar GUI
      6. f. Titlebar Info
5. Préparation de votre première pièce
6. Réalisation de votre première impression 3D
7. Bilan de la première impression et ajustements

Calibration électronique de l'imprimante 3D

1. Le contrôleur d'imprimante : Pronterface
   1. 1. Installation de Pronterface
      1. a. Windows
      2. b. macOS
      3. c. Linux
   2. 2. Interface de Pronterface
      1. a. Contrôle de l’imprimante 3D
      2. b. Communication avec l’imprimante 3D
2. Le paramétrage électronique de l'imprimante 3D
   1. 1. Optimiser la chauffe de sa tête d’impression
   2. 2. Optimiser la chauffe de son plateau chauffant
   3. 3. Calibrer sa roue d’extrusion
   4. 4. Régler son offset électronique Z
   5. 5. Ajuster la tension Vref des drivers moteurs
   6. 6. Ajuster la précision en X/Y
   7. 7. Régler l’accélération pardéfaut
   8. 8. Régler la saccade par défaut

L'importance de la première couche

1. Une étape importante
2. La planéité du lit d'impression
3. Les phénomènes de warping et curling
4. Les capteurs, assistants de votre première couche
   1. 1. Les capteurs "à distance"
      1. a. Le capteur capacitif
      2. b. Le capteur inductif
      3. c. Le capteur IR (infrarouge)
   2. 2. Les palpeurs mécaniques
      1. a. Le palpeur Touch-Mi
      2. b. Le palpeur BLTouch
      3. c. Les palpeurs 3DTouch
      4. d. Le palpeur de précision piézo
   3. 3. L’utilisation de la compensation de planéité duplateau avec son palpeur
      1. a. Compensation à chaque impression
      2. b. Compensation précise préenregistrée
5. Les différences de première couche selon les matériaux imprimés
6. Le réajustement du niveau avec le micropas

Entretien et maintenance

1. Entretien
   1. 1. Graissage des axes et lubrification des roulements
   2. 2. Vérification de la tension des courroies
   3. 3. Nettoyage de la tête d’impression et débouchage
      1. a. Dépoussiérage
      2. b. Résidus de filaments fondus sur le bloc dechauffe
      3. c. Débouchage de la tête d’impression
   4. 4. Nettoyage de la roue d’extrusion
   5. 5. Nettoyage de l’électronique
2. Maintenance
   1. 1. Changer sa buse d’impression
      1. a. Quand changer sa buse??
      2. b. Quel type de buse ?
      3. c. Méthode pas à pas pour changer sabuse
   2. 2. Resserrer les jeux dans le guidage des axes

Améliorer l'accroche de ses impressions

1. Optimiser l'homogénéité de chauffe du plateau
   1. 1. Types de plateaux chauffants
      1. a. Plateau aluminium simple + petit patch chauffant
      2. b. Plateau avec patch complet sous la surface en aluminium
      3. c. Plateau avec résistance chauffante intégrée
   2. 2. Isolation thermique de son plateau chauffant
      1. a. Isolation en liège
      2. b. Isolation Kapton
   3. 3. Puissance de chauffe, voltage et consommation
2. Améliorer l'adhérence des pièces
   1. 1. L’optimisation de la première couche
   2. 2. Les aides à l’accroche
   3. 3. Les surfaces d’impression
      1. a. Les surfaces à aspect lisse
      2. b. Les surfaces rugueuses
      3. c. Les surfaces perforées
      4. d. Les attaches de surface
   4. 4. Le nettoyage du plateau
3. Méthodes pour retirer les pièces du plateau
   1. 1. Méthode classique : la spatule
   2. 2. Décollement à l’alcool ménager
   3. 3. Plateaux souples
   4. 4. Résidus restant sur le plateau

Optimiser ses paramètres d'impression

1. Principaux paramètres à maîtriser
   1. 1. L’orientation de la pièce
   2. 2. Les paramètres d’impression principaux
      1. a. Qualité
      2. b. Parois
      3. c. Haut/bas
      4. d. Remplissage
      5. e. Matériau
      6. f. Vitesse
      7. g. Déplacement
      8. h. Refroidissement
      9. i. Supports
      10. j. Adhérence du plateau
   3. 3. L’onglet Double extrusion
   4. 4. Les modes spéciaux
      1. a. Séquence d’impression
      2. b. Moule
      3. c. Spiraliser le contour extérieur
   5. 5. Quelques paramètres expérimentaux
      1. a. Le bouclier
      2. b. Utiliser les couches adaptatives
2. Adaptation des paramètres à votre type de pièce
   1. 1. Pièces rigides
   2. 2. Pièces souples ou légères
      1. a. Cas spécifique : le "mode vase"
   3. 3. Impression en flexible
   4. 4. Impression de pièces étanches auxliquides
   5. 5. Prototypage rapide
3. Scripts post-découpe
   1. 1. Changer de filament à une hauteur prédéfinie
      1. a. Méthode M600
      2. b. Méthode Filament Change
      3. c. Méthode Pause at height
   2. 2. Changer un paramètre à une hauteurprédéfinie

La gestion des supports d'impression

1. Tester vos paramètres de supports
2. Mettre en place les supports d'impression
   1. 1. Orientation de la pièce pour optimiser laposition des supports
   2. 2. Mise en place automatique des supports
   3. 3. Optimisation des supports d’impression
   4. 4. Support arborescent
3. Retirer les supports d'impression non désirés

Les bobines et les matériaux

1. Les formats des bobines
   1. 1. Les différents diamètres de filaments
   2. 2. Les bobines
   3. 3. Le bobinage manuel avec la MasterSpool
2. Le stockage des bobines
3. Les conditions d'impression
   1. 1. La bobine sur l’imprimante 3D
   2. 2. L’environnement et l’adhérence intercouche
   3. 3. La nécessité de la ventilation etd’un caisson
4. Les dérouleurs de bobine
   1. 1. Liste de dérouleurs recommandés
   2. 2. Optimisation du passage de filament
5. Les principaux filaments rigides
   1. 1. PLA
   2. 2. ABS
   3. 3. PETG
6. Les filaments flexibles et semi-flexibles
   1. 1. Valeurs Shore
   2. 2. Adaptation du système d’extrusion
   3. 3. Filaments TPU
7. Les alliages et les filaments chargés en poudre ou en fibres
   1. 1. Objectif des additifs
   2. 2. Compatibilité avec les buses d’impression3D
8. Les filaments techniques
   1. 1. ASA
   2. 2. PET
   3. 3. Nylon
   4. 4. Polypropylène - PP
   5. 5. Polycarbonate - PC
9. Les filaments sacrificiels

Diagnostics sur pièces ratées

1. Introduction
2. Problèmes mécaniques
   1. 1. Tête d’impression bouchée
   2. 2. Filament abîmé en entrée
   3. 3. Extrusion non constante en sortie de buse
3. Problèmes au démarrage de l'impression
   1. 1. Absence d’extrusion au démarrage
   2. 2. Non-adhésion de la pièce au plateau
4. Problèmes pendant l'impression
   1. 1. Sous-extrusion
   2. 2. Surextrusion
   3. 3. Trous sur les couches inférieures et supérieures
   4. 4. Stringing/Fils d’anges ou cordage
   5. 5. Surchauffe de la pièce
   6. 6. Décalage de couche
   7. 7. Séparation des couches
   8. 8. Arrêt de l’extrusion pendant l’impression
   9. 9. Remplissage faible
   10. 10. Espacement entre le remplissage et les parois
   11. 11. Coins incurvés sur les couches inférieures- Warping
   12. 12. Coins incurvés sur les couches supérieures- Curling
   13. 13. Espaces dans les parois fines
   14. 14. Parties fines non imprimées
5. Problèmes sur le rendu final
   1. 1. Bavures sur la paroi externe
   2. 2. Rayures sur les surfaces supérieures
   3. 3. Lignes d’impression marquées sur les parois
   4. 4. Vibrations et oscillations visibles sur les parois
   5. 5. Surfaces maintenues par des supports de mauvaise qualité
   6. 6. Défauts de dimensions

Introduction à la multiextrusion

1. Technologies de multiextrusion
   1. 1. Les têtes d’impression n-1
      1. a. Multiplexeur intégré au refroidisseur
      2. b. Montage d’un multiplexeur sur une tête simple
      3. c. Multiplexage via système MMU Prusa
      4. d. Multiplexage via Palette
   2. 2. Les têtes mélangeuses n-1
   3. 3. Les têtes d’impression n-n
      1. a. Montage de plusieurs têtes d’impression
      2. b. Montage type Chimera
   4. 4. Le multioutil
2. Paramètres relatifs à la multiextrusion
   1. 1. Températures de veille et de chauffe
   2. 2. Tour de purge
   3. 3. Nettoyage de buse avec bouclier
3. Préparation d'une pièce en double extrusion
   1. 1. Modèles bicouleurs
   2. 2. Extrusion selon le type de ligne d’impression
4. Préparation d'une pièce avec support soluble

Contrôler son imprimante 3D à distance avec OctoPi

1. Introduction
2. Matériel
3. Installation d’OctoPi
4. Installation matérielle
5. Configuration d’OctoPrint
6. L'interface OctoPrint
   1. 1. L’interface principale
   2. 2. Les paramètres
7. Les paramètres utiles au quotidien
   1. 1. Mises à jour
   2. 2. Le gestionnaire de plug-ins
      1. a. Ajouter de nouveaux plug-ins à OctoPrint
      2. b. Liste de plug-ins utiles
8. Connexion entre Ultimaker Cura et OctoPrint

Le post-traitement des pièces imprimées en 3D

1. Les traitements de surface des pièces 3D
   1. 1. Le post-traitement soustractif
      1. a. Ponçage
      2. b. Lissage chimique à la vapeur d’acétone(ABS et ASA uniquement)
   2. 2. Le post-traitement additif
      1. a. Lissage par résine ou produit de lissage
      2. b. Le mastic de maquettiste
      3. c. Utilisation d’apprêt pour peinture
   3. 3. Additif + Soustractif
2. Peinture et protection des pièces
   1. 1. Les peintures
      1. a. Les primaires
      2. b. La peinture
      3. c. La peinture à l’aérographe
      4. d. La peinture de carrossier ou de ferronnerie
   2. 2. Protection et finishing
      1. a. Les protections
      2. b. Le finishing
3. Toutes les références