Réparer avec l’impression 3D : en pratique

Cet article a été rédigé dans le cadre du projet RE.FAB TOUR, financé par la Région Wallonne. Nous vous proposerons régulièrement des articles liés à l’impression 3D pour la réparation. Retrouvez ici toute la série, ainsi que des ressources aller plus loin et pour se former !

 

Imprimer en 3D : les bases

Tout d’abord, le matériel : vous aurez besoin d’avoir accès à une imprimante 3D (par exemple dans un fablab), de filaments (le matériau qui sera imprimé), et d’un ordinateur avec quelques logiciels spécifiques. Dans cet article, on parle avant tout de la technologie FDM ou par dépôt de filament fondu. C’est la technologie la plus accessible et elle permet de réaliser un grand nombre de réparations. Pour réparer ou reconcevoir une pièce, vous aurez aussi besoin d’outils pour démonter et mesurer la pièce à reproduire.

Le processus d’impression 3D en tant que tel est relativement simple. En trois grandes étapes, vous pouvez passer d’un modèle 3D numérique de votre pièce à un objet physique.

 

Les grandes étapes de l’impression 3D.

1. Tout d’abord, il vous faut un modèle 3D de la pièce que vous voulez imprimer. Ce modèle peut être soit redessiné via un logiciel de conception (voir nos conseils sur cette page), soit récupéré en ligne, directement de chez le constructeur ou via une plateforme de partage de pièces.  Le fichier 3D prêt à être imprimé est un fichier .stl. Si on fait l’analogie avec une imprimante papier, cela correspond au fichier .pdf que l’on souhaite imprimer.
2. Ensuite il faut préparer cette pièce pour l’impression.  Cela nécessite un second logiciel qu’on appelle slicer ou logiciel de découpage. L’objectif de ce logiciel est de transformer le fichier .stl en un fichier .gcode, compréhensible par l’imprimante 3D. C’est ce fichier qui contient toutes les instructions machines, que suivra l’imprimante 3D. C’est lors de cette étape que vous devrez définir les différents paramètres d’impression, tels que l’imprimante utilisée et le matériau choisi, qui influencent fortement la qualité de la pièce imprimée. Si on continue notre analogie, le logiciel de découpage correspond à la boîte de dialogue qui apparaît lorsque vous cliquez sur imprimer votre document pdf.
3. Enfin, il suffit de lancer l’impression elle-même. Comme avec l’impression papier,  si vous n’avez pas fait d’erreur dans les étapes précédentes, c’est la partie la plus facile !

De l’impression 3D à la réparation

Une fois que l’on sait imprimer en 3D, il n’y a qu’un pas à franchir pour savoir réparer à l’aide de l’impression 3D. Pour cela, dans le cadre du projet Sharepair auquel Repair Together a participé, la TUDelft a développé une méthodologie, publiée dans un guide que nous avons traduit.

Réparer à l’aide de l’impression 3D : la méthodologie 3DP4R.

Avant toute chose, et comme pour toute réparation, il faut comprendre d’où vient la panne. Quelle pièce a cédé, et surtout pour quelle raison ? Une panne dont on n’a pas compris la cause risque de se reproduire, même avec les meilleures intentions de réparation !

1. La première étape avant de se lancer dans la conception consiste à analyser la pièce plus en détail. La question principale à se poser ici est : « est-ce que ma pièce peut être réparée à l’aide de l’impression 3D ? ». La démarche pour répondre à cette question a été détaillée dans un autre article. Si la réponse à cette question est oui, l’analyse de la pièce peut continuer. Cette analyse va permettre de comprendre plus en détail quel est le rôle de la pièce dans l’objet en panne, avec quelle pièce elle interagit, quelles sont ses fonctions mécaniques, etc. Comprendre la pièce et les raisons de la panne est essentiel pour bien réussir la suite de la réparation.
2. À ce stade, on est prêt à se lancer dans le cœur de la réparation. Cette seconde étape est en effet la plus spécifique à la réparation et la plus essentielle pour déterminer si la réparation sera réussie ou non. Il s’agit ici de préparer le modèle 3D qui sera imprimé. Pour cela, deux solutions : soit reconcevoir la pièce, soit la récupérer en ligne. La bonne pratique est de commencer par regarder si la seconde solution est possible. Inutile de réinventer la roue si un modèle existe déjà. Attention toutefois, il y a des limites à cette solution (détaillées dans un autre article). L’autre solution est de redessiner la pièce à partir de zéro. S’il y a une chose à savoir pour cette étape, c’est que reconcevoir n’est pas recopier. En effet, si une pièce s’est brisée, c’est probablement qu’elle avait une fragilité. De plus, la pièce originale a généralement été réalisée avec une autre méthode de fabrication et avec d’autres matériaux.  Il faudra donc adapter la conception pour correspondre aux nouvelles contraintes de l’impression 3D. Concrètement, il s’agit généralement de renforcer la pièce, et bien souvent de la simplifier.
3. Pour l’étape de fabrication en tant que telle, il y a cette fois peu de spécificités liées au fait que la pièce soit destinée à une réparation. Comme pour toute impression 3D, il s’agit ici de déterminer les paramètres d’impression adéquat pour que la pièce réponde aux attentes, comme par exemple le sens d’impression.
4. Enfin, une fois que la pièce a été imprimée, il faut encore la tester. La pièce a souvent une fonction mécanique ou interagit avec d’autres pièces, et il faut s’assurer qu’elle remplisse bien sa fonction.

Prêt·e pour une réparation réussie à l’aide de l’impression 3D?

Une règle d’or est que la première impression est rarement la bonne. Le mot clé est : itérer, itérer, itérer ! La plupart du temps, il faudra ajuster l’une ou l’autre dimension, corriger l’un ou l’autre défaut, ou adapter les paramètres d’impression, ce qui nécessitera quelques tests et impressions.

Ce n’est donc pas parce que l’on sait imprimer en 3D que l’on réussira une réparation à l’aide de cette même technique. Il ne faut pas non plus oublier de se poser la question de la pertinence d’utiliser cette technologie pour la réparation. Parfois, un point de colle fait l’affaire ! Pour découvrir plus en détail et en pratique comment réparer à l’impression 3D, n’hésitez pas à jeter un œil aux ressources de notre annuaire, à notre tutoriel dédié, ou à nos prochaines formations.