Logiciels utilisés : SculptFab ou SculptGL, Meshlab et Cura
Machines utilisées : Creality Ender 3 (ou Ultimaker 3)
Temps de réalisation : ~90′ à 120′ selon le design et la taille d’impression
Prix : <1.-
Résumé :
Sculpture virtuelle d’une tête puis impression 3D rapide du résultat.
Avant propos.
Les logiciels SculptFab et SculptGL sont simples à prendre en main et ne nécessitent pas d’installation, cependant ils peuvent rapidement cesser de fonctionner. Il est important de sauvegarder fréquemment son travail. De plus, ils ne disposent d’aucun contrôle pour garantir la fabrication du modèle. Il est donc important de veiller à corriger immédiatement les erreurs (souvent en annulant la dernière opération par un Ctrl+Z) plutôt que de les conserver et voir son travail anéanti par la suite.
Les deux logiciels sont équivalents avec de petites différences complémentaires. En effet, si une étape bloque avec l’un des deux, il est facile de la réaliser sur l’autre avant de retourner au premier logiciel. Attention toutefois sur SculptGL, à bien commencer par « Réinitialiser la scène » avant d’importer votre fichier.
Modeler numériquement n’est pas forcément aisé et ce tutoriel ne présente qu’une approche rapide. Il est fortement conseillé de consulter des vidéos de « Timelaps » et de « SpeedSculpt » sur YouTube pour mieux appréhender ce genre de techniques, comme par exemple celle-ci ou celle-la.
Étapes de « CAO » :
0 – Réglages conseillés. Après l’ouverture de SculptFab ou de SculptGL , il est conseillé d’utiliser un « ombrage plat » (Flat shading) et de sélectionner un rendu (Shader) agréable à travailler (comme celui de l’argile – clay). Pour travailler plus rapidement, il est également conseillé d’activer la symétrie (Symmetry) pour toutes les premières phases de conception. Durant votre création, pensez déjà à l’impression 3D du modèle : ne détaillez pas trop des zones minuscules (elles seront de toute façon invisibles sur le modèle imprimé) et pensez aux contraintes liées aux supports d’impression (à moins d’utiliser l’Ultimaker 3 du SEMLab).
1 – Forme globale. Utilisez les outils Brosse (Brush), Gonfler (Inflate), Bouger (Drag), Mise à l’échelle (Scale) avec un diamètre d’outil et une pression conséquents afin de créer la forme générale de la tête. Il n’est pas nécessaire de créer une base plate, mais simplement s’assurer que la base soit suffisamment « profonde » pour être tranchée (voir point 4).
2 – Sculpture des détails. Ajoutez les détails en travaillant au fur et à mesure tout en modifiant constamment l’angle de vue pour bien apprécier votre travail. Après avoir obtenu l’aspect souhaité, vous pouvez utiliser l’outil Lisser (Smooth) pour améliorer les transitions. Forcez les reliefs, car ceux-ci seront atténués sur la pièce imprimée.
3 – Export du modèle et vérification sous Meshlab. Exportez votre modèle en STL et importez-le sous Meshlab (Ctrl+I). Au besoin, réduisez le nombre de faces à 300’000 (ou moins) avec un filtre de simplification (comme le « Quadric edge collapse decimation ») . Fermez les éventuels trous (avec le filtre « Close hole »). Si vous avez effectué des modifications sous Meshlab, sauvegardez le nouveau fichier (Exporter ou Ctrl+E).
4 – Préparation de l’impression sous Cura. Après avoir sélectionné la bonne imprimante et la bonne taille de buse (ici Creality Ender 3 avec buse de 0,8mm) sous Cura, importez votre fichier STL (Ctrl+O). Ajustez sa taille au besoin grâce au menu de mise à l’échelle (touche « S »). Par des rotations (« R »), positionnez-le de façon optimale, puis dans le menu de déplacement (« T »), modifiez l’axe Z avec une valeur négative pour assurez une surface inférieure plate (pour une accroche optimale au plateau). Réglez les paramètres d’impression en fonction de la qualité attendue et le temps d’impression visé puis cliquez sur « Découper« . Vérifiez l’impression grâce à l’aperçu et effectuez éventuellement des modifications. Une fois les réglages d’optimisation terminés, enregistrez le fichier G-code à l’aide du bouton dédié.
Exemple :
Pour cet exemple, je vais utiliser SculptGL. Si le bloqueur de publicité n’arrive pas à bloquer celle qui apparaît, il est facile de la retirer en éditant le code « à la volée ». Sous Firefox, je commence par presser la touche F12, puis avec l’inspecteur d’élément, je trouve la balise « div » contenant la pub. J’ajoute alors la commande CSS « display:none; » dans l’élément et la pub est cachée (jusqu’au rechargement de la page). J’appuie à nouveau sur F12 pour cacher l’éditeur de code. La manipulation est rapide et n’altère en rien le fonctionnement de SculptGL. Autre alternative encore plus simple, il suffit d’ouvrir SculptGL dans un onglet de navigation privé (Ctrl+Maj+P) et la pub sera automatiquement bloquée.
Après avoir vérifié que la symétrie était active et avoir enclenché l’Ombrage plat (Flat Shading dans l’onglet Rendu/Render), j’affiche la ligne de symétrie (dans le menu Scène). Je commence par réaliser la forme globale avec l’outil « Bouger » (Drag). Plutôt que de modifier constamment le diamètre de l’outil, je me contente de jouer sur le zoom (avec la molette de la souris). Après chaque manipulation, je modifie l’angle de la caméra (bouton droit) pour me représenter le mieux possible ce que je fais. Je n’hésite pas à annuler une opération ratée par un Ctrl+Z. Je crée également un « cou » mais sans me soucier d’avoir une zone plate par dessous. Dès que je suis satisfait de la forme générale, j’effectue une sauvegarde (à partir du menu Fichier). Cette première partie ne me prend que 5 minutes.
Je passe maintenant aux détails. Je commence par placer les yeux, le nez et la bouche de façon sommaire. Puis au fur et à mesure, j’améliore les détails en m’assurant notamment de bien forcer les reliefs (surtout les creux).
Cette partie me prend le plus de temps… et je décide de me limiter à une heure de création. Je sauvegarde après chaque étape importante. A la fin de ma création, j’exporte le modèle en STL.
J’ouvre le fichier sous Meshlab pour vérifier le nombre de faces et éventuellement corriger les erreurs. Avec moins de 200’000 faces et aucun trou, je n’ai donc pas besoin d’effectuer de modification. Plus un fichier contient de faces et plus il est détaillé, mais plus il sera lourd à charger sans améliorer la qualité d’impression (bien au contraire). Mon objectif étant d’imprimer un modèle d’environ 125 cm³, me limiter à 300’000 faces est une bonne option. C’est également la raison pour laquelle j’ai activé le « Flat shading » durant la création, afin d’apprécier le rendu au plus juste.
Pour préparer l’impression, j’ouvre Cura. Après avoir sélectionné la Creality Ender 3 et la buse de 0,8mm, j’ouvre mon fichier STL. Celui-ci mesure environ 5x5x7 cm mais est couché sur l’arrière. Je commence donc par modifier l’inclinaison avec le menu de rotation (R). Je m’assure que l’angle choisi minimisera les port-à-faux (affichés en rouge sous Cura) et permettra au modèle de tenir « debout ». Mes port-à-faux étant faibles, je n’ai pas besoin de support d’impression. J’abaisse ensuite la position Z (T) pour que le « cou » se retrouve « coupé » par le plateau d’impression créant ainsi une surface plate sous le modèle (permettant donc de le poser et assurant une surface d’accroche suffisante pour l’impression).
Je passe maintenant aux réglages des paramètres d’impression. Mon objectif étant d’imprimer cela en environ 30 minutes, je règle la hauteur de couche à 0,2mm et pousse les vitesses à 60 mm/s (sauf pour la première couche). Je diminue à 0,8mm (un multiple de 0,2mm) les surfaces horizontales et je réduis à un seul passage l’épaisseur de la coque (soit 0,8mm). Avec une seule épaisseur de coque, le motif de remplissage sera visible à l’extérieur, mais cela me fera gagner du temps d’impression, qui est mon objectif principal. Je désactive également la rétractation puisque vu la forme de mon modèle, le suintement ne se fera qu’à l’intérieur et sera donc caché. Je conserve cependant une bordure comme surface d’accroche (le cou étant relativement étroit), mais je la réduis à 4mm. Je lance la découpe et j’arrive à une grosse quarantaine de minutes… soit trop pour mon objectif. Je réduis donc la taille du modèle à 90% (soit 4x4x6cm environ) avec la mise à l’échelle (S) et réajuste la position de l’axe Z (T). Je relance la découpe et j’obtiens 32 minutes d’impression (et 14g de PLA). Avec l’aperçu, je m’assure que l’impression se réalise correctement puis j’enregistre le fichier g-code résultant.
Les étapes de préparations à l’impression m’auront pris un peu moins de 10 minutes.
Etapes de « FAO » :
Remarque : Un fichier g-code prévu pour une machine avec un certain diamètre de buse NE DOIT PAS être utilisé avec une autre machine (ou une autre buse).
Les imprimantes du SEM Lab ne disposent pas de capteur de fin de filament. Assurez-vous d’avoir chargé assez de filament pour réussir l’impression (Cura vous indique l’estimation de la quantité nécessaire). Au besoin, changez le filament en cours d’impression.
Toutes les procédures mentionnées ici vous seront détaillées par le FabLab Manager lors de votre première utilisation de la machine.
0 – Transfert du fichier g-code sur la carte mémoire et initialisation de la machine. Transférez votre fichier g-code sur la carte mémoire de la machine avec l’adaptateur adéquat. Allumez la machine et selon les besoins, effectuez un nivellement du plateau et/ou changez le filament.
1 – Impression. Sur l’imprimante, sélectionnez votre fichier g-code pour l’imprimer. Assurez-vous que le début d’impression se passe correctement. A la fin de l’impression, éteignez l’imprimante et retirez le modèle du plateau (au besoin avec la spatule).
Exemple :
Dans cet exemple, j’ai prévu d’utiliser la Creality Ender 3 du SEM Lab, car avec sa buse de gros diamètre, l’impression sera très rapide. Selon Cura, celle-ci est estimée à 32 minutes.
Après avoir copier le fichier sur la carte mémoire, j’insère celle-ci dans l’imprimante puis je l’allume. L’imprimante ayant fonctionné dernièrement, je n’ai pas besoin de refaire le nivellement du plateau, par contre le filament chargé n’étant pas de la bonne couleur, je le change (selon la procédure adéquate).
Maintenant que tout est prêt, je sélectionne le bon fichier et je lance l’impression. Je m’assure que le début se déroule bien et que le filament imprimé adhère correctement au plateau.
Une trentaine de minutes plus tard, je reviens pour assister à la fin de l’impression. Une fois celle-ci terminée et les températures de la buse et du plateau redevenues ambiantes, j’éteins la machine. La surface d’accroche étant petite, je me contente de retirer la pièce à la main en effectuant une légère torsion.
