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Définition du tridimensionnel

Le tridimensionnel ou Le Trois dimensions est une expression qui caractérise l'espace qui nous entoure, tel qu’il est perçu par notre vision, en termes de largeur qui est défini par l’axe x, la hauteur qui elle est traduit par l’axe y et la profondeur est caractérisée par l’axe z.

i) Le fonctionnement d'une imprimante 3D

A) Description d'une imprimante 3D par fil et par frittage

 L’imprimante 3D a deux parties distinctes :

  • La partie inférieure avec le lit chauffant, les courroies d'entraînement, le microcontrôleur et le châssis.

  • La partie supérieure avec l’extrudeur, le moteur d'entrainement du filament et l’emplacement de la bobine de filament.

Une fois que la bobine de filament est placée, le filament est entraîné par le moteur et s'introduit dans la buse ou l'extrudeur.

Le filament est ensuite placé sur le lit chauffant couche par couche grâce au microcontrôleur qui va indiquer le trajet de la buse et du lit chauffant pour bien poser le filament.    

  Sur certaines imprimantes, l’extrudeur qui se déplace selon trois axes (X,Y,Z) mais sur d’autres le lit chauffant se déplace sur l’axe Y et l’extrudeur sur les axes X et Y.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

     Il existe plusieurs procédés d’impression mais 2 sont beaucoup plus fréquents dont le procédé de filament fondu, cette technique consiste à faire fondre un filament de matière synthétique (généralement du plastique type ABS ou PLA) à travers une buse (un extrudeur) chauffée à une température variant entre 160 et 400 °C (dans le cadre de la fusion de polymères).
    Le Frittage Sélectif par Laser (FSL) en français, ou Selective Laser Sintering (SLS) en anglais. Les prototypes SLS sont fabriqués à partir de poudre de matériaux qui sont sélectivement frittés (chauffés et fusionnés) par un laser de forte puissance. La machine est composée d'une chambre de construction sur un piston de fabrication, entourée à gauche et à droite par deux pistons fournissant la poudre, d'un puissant laser, et d'un rouleau pour étaler la poudre. La chambre doit être maintenue à une température constante pour éviter les déformations. Le procédé commence par un fichier 3D qui est découpé en sections 2D. Le piston de fabrication est remonté au maximum tandis que les pistons fournissant la poudre sont à leur point le plus bas. Le rouleau étale la poudre en une couche uniforme sur toute la chambre. Le laser trace alors la section 2D sur la surface de la poudre, ce qui fritte ainsi la poudre. Le piston de fabrication descend de l'épaisseur d'une strate tandis qu'un des pistons d'approvisionnement en poudre monte.    Une nouvelle couche de poudre est étalée sur toute la surface par le rouleau, et le processus se répète jusqu'à ce que la pièce soit terminée. Une fois que la pièce est fabriquée, la poudre en excès est aspirée et ensuite utilisée pour une autre création

     D'autre part, un autre type d'imprimante par frittage laser existe avec une buse qui introduit la poudre et qui simultanément fritte avec le laser. 

B) Les principaux Matériaux utilisé par l'imprimante 3D

   - PLA ou acide polylactique est un polymère entièrement biodégradable. Le PLA peut être obtenu à partir d'amidon de maïs. la formule brute du PLA est (C3H4O2)x.

 

   - L'ABS ou acrylonitrile butadiène styrène est un polymère thermoplastique qui présente un bonne tenue aux chocs, ce matériau est rigide, léger et pouvant être moulé facilement. ce composé chimique est le mélange du copolymère styrène-acrylonitrile avec un matériau élastomère à base de polybutadiène.

             * la formule brute du styrène-acrylonitrile est (C8H8)(C3H3N)m  

 

 

            * la formule brute du polybutadiène est (C4H6)n

 

 

L'imprimante 3D utilise pour façonner des objets des materiaux différents.
C) L'utilisation des logiciels de conception 3D

Gomme

Création d'arc de cercle

Outil selectionner

Tracer des lignes droites

création de polygone 

     Un logiciel de modélisation tridimensionnelle, ou modeleur 3D, est un logiciel qui sert à créer des scènes 3D, composées de formes complexes, ou objets, en trois dimensions à partir de primitives bases. Les modeleurs 3D sont utilisés dans l'industrie en conception aussi bien assistée par ordinateur que par des ingénieurs.

 

     Il existe une multitude de logiciel 3D comme par exemple : 

        - SketchUp est un logiciel développé par Trimble. Nous avons utilisé ce logiciel pour modéliser les objets que nous avons fait imprimer par Sculpteo qui est une société française spécialisée dans l’impression 3D. Sculpteo propose un service d'impression 3D en ligne, prototypage rapide utilisant les procédés de fabrication tels que le frittage laser.

          -  Blender un logiciel de conception 3D développé par la fondation Blender.

ce sont les deux principaux logiciels de conception 3D.

       - Ci-dessus, voici l'interface simple de Google SketchUp que nous avons utilisée pour notre création 3D.

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