Gadgets, jeux et artisanat avec l'impression 3D FDM

Certaines des utilisations courantes de l'impression 3D FDM incluent le prototypage rapide, le développement de produits, la fabrication d'outils, ainsi que la fabrication de pièces fonctionnelles. Néanmoins, grâce à son accessibilité et à son prix abordable, l'impression 3D FDM est également un outil extrêmement utile en matière d'utilisations artistiques telles que la modélisation personnalisée, le cosplay, la décoration intérieure, la fabrication de miniatures, les accessoires de jeux, etc.

Dans cet article, nous présenterons 5 projets inspirants qui peuvent être réalisés à l'aide d'imprimantes 3D FDM de bureau.

Pièces LEGO et LEGO Duplo

LEGO, la célèbre entreprise danoise de jouets, suscite la créativité et l'imagination avec ses briques en plastique emboîtables. Depuis 1932, LEGO captive des générations, favorisant la résolution de problèmes et les compétences techniques, et offrant d'innombrables possibilités de construction. Des structures simples aux ensembles à thème, LEGO continue d'inspirer la joie et le jeu dans le monde entier.

Vidéo 1 : Imprimez vos propres briques LEGO avec Prusa. Source : Prusa3D.

Les briques LEGO originales sont fabriquées à l'aide de la technologie de moulage par injection et bien que l'impression 3D FDM ne puisse pas reproduire ce type de précision (jusqu'à 0.01 mm) et une finition de surface parfaite, elle s'en rapproche assez lorsque le matériau adéquat et les méthodes de post-traitement sont utilisés. Avec une imprimante 3D bien calibrée, bien nivelée et bien entretenue, il est possible d'obtenir des résultats satisfaisants avec l'impression 3D FDM en ajustant l'épaisseur des parois des pièces et d'autres paramètres d'impression dans le logiciel de laminage. Après quelques expérimentations, il est possible d'imprimer en 3D des ensembles LEGO personnalisés complets et même des blocs compatibles avec les pièces LEGO originales.

Image 1 : Un modèle du siège social de Prusa construit avec des briques LEGO imprimées en 3D. Source : Prusa3D.

L'impression 3D de vos propres briques LEGO a ses limites en termes de coût et de temps. Les pièces LEGO imprimées en 3D nécessitent un post-traitement chronophage tel que l'enlèvement du bourrelet et éventuellement le lissage à l'acétone si le matériau utilisé est de l'ASA/ABS, ce qui entraîne des coûts et une durée supplémentaires. C'est pourquoi la technologie FDM est idéale pour fabriquer des pièces spéciales personnalisées ou des pièces de rechange manquantes pour les ensembles LEGO, voire pour des ensembles LEGO plus importants, mais pas très abordable pour la production en masse.

Image 2 : Comparaison d'une brique LEGO originale et de briques LEGO imprimées en 3D. Source : Prusa3D.

Il est déconseillé d'imprimer avec la technologie FDM de très petites pièces ou des pièces fragiles telles que les détails des mini-figurines LEGO (ici, l'impression 3D SLA est un meilleur choix). En ce qui concerne les matériaux FDM, il est recommandé d'utiliser du ABS (le matériau des briques LEGO originales) en raison de sa résistance à l'abrasion et de la possibilité de lisser les pièces dans un bain d'acétone. Une autre excellente alternative est l'ASA, qui est légèrement plus facile à imprimer et à post-traiter que l'ABS. Le PLA n'est pas recommandé car les pièces peuvent perdre leur ajustement avec le temps en raison de l'abrasion.

Il est également important de garder à l'esprit que LEGO est une marque déposée, et que fabriquer et distribuer des répliques exactes des briques LEGO sans autorisation légale de la marque aura des conséquences juridiques. Néanmoins, l'impression 3D d'ensembles personnalisés ou de pièces et accessoires compatibles à des fins de loisirs personnels est une excellente idée.

Un autre point important à prendre en compte est que les pièces LEGO imprimées en 3D peuvent ne pas convenir aux jeunes enfants en raison de la force requise pour assembler les pièces imprimées en PLA, ainsi que de la toxicité potentielle des pièces imprimées en 3D avec la technologie SLA.

Il existe de nombreux modèles de briques LEGO open source disponibles sur Internet, par exemple les pièces LEGO conçues par Prusa3D qui peuvent être imprimées avec succès sur l'imprimante Original Prusa i3 MK3S+.

Image ou photo en 3D

Vous recherchez un cadeau ou une décoration original et vous voulez aller au-delà de simplement placer une photo développée dans un cadre photo ? Ce projet d'impression 3D FDM est fait pour vous. Vous pouvez transformer le dessin de votre enfant, le logo de votre entreprise, votre groupe de musique préféré ou une photographie en un objet 3D sans avoir besoin de maîtriser l'utilisation de programmes avancés de modélisation 3D tels que Fusion360, Blender ou SketchUp.

Image 3 : Porte-clés imprimés en 3D à partir d'un dessin. Source : Prusa3D.

La première option implique l'utilisation de l'outil gratuit outil Selva et voici les étapes à suivre :

1. Tout d'abord, choisissez une image qui n'est pas trop complexe et qui présente des couleurs clairement séparées avec des transitions nettes (sinon, une buse d'un diamètre de 0.25 mm ou moins sera nécessaire).
2. Ensuite, numérisez l'image avec la résolution la plus élevée possible pour une qualité optimale et "nettoyez" l'image dans un logiciel de retouche photo pour supprimer l'arrière-plan ou améliorer les transitions de couleur.
3. Téléchargez l'image dans l'outil Selva et procédez à sa modification à l'aide des outils "Seuil" et "Hauteur" pour obtenir l'effet souhaité.
4. Enregistrez l'image en utilisant le bouton "Télécharger un STL de qualité standard gratuitement".
5. Utilisez un logiciel de laminage de votre choix pour préparer la conception pour l'impression... et voilà !

La deuxième option pour transformer une photo en objet 3D est de réaliser une lithophanie. Une lithophanie est une œuvre d'art translucide ou transparente créée en sculptant ou en gravant un design sur un matériau, tel que de la porcelaine ou de la céramique, avec des épaisseurs variables.

Image 4 : Une lithophanie imprimée en 3D avec la technologie FDM. Source : Prusa3D.

Lorsqu'elle est éclairée par l'arrière, l'image devient visible avec des nuances et des détails, formant un effet tridimensionnel. Cela peut être réalisé avec l'impression 3D FDM de la manière suivante :

1. Téléchargez la photo ou l'image de votre choix sur cet outil en ligne gratuit. Il est recommandé d'utiliser une photo avec une résolution de 500×500 ou inférieure.
2. Une fois le modèle 3D généré automatiquement, ajustez 2 paramètres de génération du modèle : convertissez l'image positive en une image négative et réglez la couche la plus fine sur 0.4 mm.
3. Téléchargez le modèle et ouvrez-le dans votre logiciel de laminage.
4. Passez à une hauteur de couche de 0.10 mm (ou 0.05 mm avec une buse de 0.25 mm).
5. Définissez les valeurs suivantes dans "Paramètres d'impression - Couches et périmètres" : Périmètres : 1 ; Couches solides supérieures : 1 ; Couches solides inférieures : 1.
6. Réglez le remplissage à 95 % rectiligne.
7. Ne redimensionnez pas l'objet selon l'axe Z, car cela déformerait la diffusion de la lumière à travers l'image.

Avec cette configuration Prusa éprouvée et le bon choix de couleur de filament (blanc, crème, argenté ou violet sont les meilleurs), vous obtiendrez votre propre lithophanie imprimée en 3D. Vous pouvez également améliorer davantage la lithophanie imprimée en 3D en coloriant l'arrière avec des marqueurs de couleur standard.

Jeux de rôle de table et accessoires

Les jeux de rôle de table ont gagné en popularité dans les années 70 et 80, offrant une expérience unique d'interaction en face-à-face et de composants physiques. Initialement appelés jeux "papier et crayon", ils ont évolué avec des versions prêtes à l'emploi. C'est là que l'impression 3D entre en jeu, offrant aux fans de jeux de rôle de table la possibilité d'imprimer en 3D leurs propres objets et accessoires personnalisés, améliorant ainsi l'expérience immersive des jeux de rôle de table.

Vidéo 2 : Impression 3D de miniatures Donjons et Dragons sur une imprimante 3D Prusa. Source : Prusa3D.

Ces dernières années, plusieurs initiatives ont émergé au sein de la communauté des jeux de rôle de table, contribuant au développement de normes garantissant la compatibilité des terrains et des pièces de jeu imprimés en 3D avec les jeux de rôle originaux. Parmi ces initiatives les plus populaires, on retrouve OpenLock, OpenForge, DragonLock et Rampage. Ces normes fournissent des fichiers téléchargeables gratuitement permettant aux utilisateurs d'imprimer en 3D et d'assembler divers composants tels que des murs, des sols, des portes, des bâtiments, des barricades, des ruines et d'autres éléments, qui peuvent ensuite être combinés pour créer des cartes de jeu personnalisées.

Image 5 : Décors imprimés en 3D pour un jeu de rôle de table. Source : Prusa3D.

De bonnes sources d'accessoires de jeu de guerre imprimables en 3D pour des jeux comme Warhammer 40K sont Thingiverse et MyMiniFactory. Des éléments plus avancés payants tels que des tonneaux, des coffres, des armoires, des torches, des pièges, des énigmes, etc., sont disponibles sur des sites tels que Printable Scenery ou Infinite Dimensions. Les fans de jeux de rôle de table ne se limitent pas seulement aux décors. Avec l'aide de sites comme HeroForge ou Desktop Hero, vous pouvez créer des miniatures de personnages personnalisables de 28 à 30 mm de haut à l'aide d'une application web simple et conviviale. Tous ces éléments imprimés en 3D peuvent bien sûr être peints avec des couleurs acryliques.

Comme ces miniatures peuvent contenir de petits éléments tels que des armes, cela peut être un défi pour la technologie FDM. Néanmoins, il est possible d'imprimer avec succès des miniatures en 3D. Quelques recommandations pour obtenir des résultats satisfaisants sont de minimiser les supports, d'utiliser une hauteur de couche de 0.10 mm, un remplissage de 100% et de placer plusieurs modèles côte à côte.

Gadgets de photographie

Des pare-soleil et des filtres aux montures de trépied et aux poignées d'appareil photo, les accessoires imprimés en 3D offrent aux photographes des solutions personnalisables et économiques pour des accessoires coûteux ou difficiles à trouver. La polyvalence de la technologie d'impression 3D permet des conceptions complexes et l'utilisation de matériaux légers qui sont durables et pratiques pour diverses conditions de prise de vue. En ayant la possibilité d'adapter et de modifier facilement les designs, les photographes peuvent expérimenter avec des accessoires uniques adaptés à leurs besoins spécifiques, ouvrant ainsi de nouvelles avenues pour l'expression artistique et repoussant les limites de la photographie traditionnelle.

Image 6 : Divers accessoires de photographie imprimés en 3D avec la technologie FDM. Source : Prusa3D.

Voici quelques accessoires de photographie que vous pouvez imprimer en 3D avec votre imprimante FDM :

• Fixations pour sac à dos d'appareil photo - particulièrement utiles pour les photographes animaliers qui ont besoin d'avoir leur appareil photo prêt en permanence. Avant d'utiliser une fixation imprimée en 3D avec un appareil photo plus lourd, il est important de vérifier la solidité du composant imprimé en 3D avant de s'y fier entièrement.
• Grilles et diffuseurs pour flash cobra - au lieu de les improviser avec des morceaux de papier pliés, imprimez votre propre diffuseur en 3D. L'utilisation d'un matériau transparent ou translucide comme le PETG peut être intéressante.
• Ensemble de clés pour filtre d'objectif - résout le problème de retirer les filtres qui ont été trop serrés et ne prend que peu de temps à imprimer en 3D.
• Pare-soleils d'objectif - cet élément a tendance à être assez coûteux, mais un pare-soleil imprimé en 3D sera aussi efficace pour bloquer la lumière indésirable qui pénètre dans l'objectif et ainsi éviter les reflets.
• Porte-capuchon d'objectif - cette impression simple et rapide permettra d'économiser du temps, de l'argent et du stress en évitant de constamment égarer les capuchons d'objectif.
• Fixations pour GoPro - pourquoi renoncer à une excellente idée si vous pouvez imprimer en 3D une fixation pour GoPro que vous ne trouvez nulle part ailleurs ? L'impression 3D FDM offre une large gamme de filaments résilients pour des applications qui nécessitent de la flexibilité ou une résistance aux chocs.
• Étuis pour cartes SD, batteries, filtres, objectifs, etc. - parfaits pour organiser les petits éléments qui ont tendance à se perdre dans le sac de matériel et qui prennent du temps à retrouver. De nombreux accessoires de ce type peuvent être trouvés sur Printables.
• Trépieds - vous pouvez imprimer en 3D votre propre trépied personnalisé pour votre appareil photo professionnel, mais gardez à l'esprit que les trépieds ont différents mécanismes de verrouillage et parties rotatives qui nécessiteront un matériau avancé. Les trépieds imprimés en 3D sont idéaux pour une utilisation avec les téléphones et les caméras GoPro, tandis que les appareils photo professionnels sont mieux accompagnés d'un trépied professionnel.
• Glissière pour timelapse - une glissière de timelapse professionnelle mais abordable peut être créée avec l'aide d'électroniques largement disponibles et d'un boîtier imprimé en 3D.
• Accessoires - ne vous limitez pas aux accessoires pratiques de photographie. Vous pouvez également imprimer en 3D des accessoires qui rendront vos photos uniques.

Modélisme à l'échelle (dioramas)

Bien que la technologie FDM ne puisse pas rivaliser avec la technologie SLA en termes de rendu des petits détails et des miniatures, il existe certaines applications où la FDM peut tout de même donner d'excellents résultats en modélisme à l'échelle, notamment pour la réalisation de dioramas. Les dioramas sont des modèles tridimensionnels qui représentent une scène ou un événement sous forme miniature, généralement enfermés dans une boîte ou une vitrine. Les dioramas sont conçus pour offrir une représentation détaillée et réaliste d'un sujet particulier et comprennent souvent des figurines miniatures, des bâtiments, des paysages et d'autres éléments minutieusement réalisés, tels qu'un éclairage stratégique, qui contribuent à l'ensemble de la scène.

Quelques recommandations pour l'impression 3D de dioramas avec la technologie FDM consistent à utiliser une buse de 0.25 mm pour plus de détails et à utiliser du filament ASA. Les pièces imprimées en 3D avec ce matériau peuvent être poncées, sculptées et polies dans un bain d'acétone, ce qui vous permettra de post-traiter vos pièces selon vos préférences. L'ASA a également tendance à bien absorber les apprêts, la peinture et les colles solvantes couramment utilisés par les modélistes. Cependant, il est également possible d'utiliser du PLA et une buse de 0.4 mm, comme l'a fait Michael Mandau pour son diorama "A Mother's Joy".

Image 7 : Un diorama imprimé en 3D avec du PLA et une buse de 0.4 mm. Source : Prusa3D.

La pièce découpée a été réalisée dans Autodesk Inventor avec une taille de 15x15 cm. Le fichier prêt a été exporté et inséré dans Prusa Slicer. Les meubles téléchargés gratuitement sur Thingiverse ont été redimensionnés à l'échelle 1:35 dans Prusa Slicer. Tous les éléments ont été laminés et exportés pour l'impression. On a utilisé du filament PLA avec les paramètres suivants : hauteur de couche de 0.2 mm (0.05 mm pour les meubles), 10 % de remplissage, sans supports. Environ 150 g de filament et 11 heures ont été nécessaires pour imprimer tous les éléments du diorama. La seule partie qui n'a pas été imprimée en 3D est la figurine de la femme. Ensuite, le diorama a été peint et décoré à l'aide de divers matériaux d'artisanat et de fournitures d'art, tels que de la colle en spray, du ruban adhésif, de la peinture acrylique, de la peinture à l'huile, du vernis mat, de l'acétone, etc.

Explorez le potentiel de l'impression FDM

Ces cinq projets inspirants qui peuvent être réalisés à l'aide d'imprimantes 3D FDM de bureau poussent les limites de ce que nous pensons habituellement en termes d'utilisations et de capacités de l'impression 3D FDM. Avec les bons réglages, le bon matériau et le post-traitement adéquat, les pièces imprimées en 3D sur une imprimante 3D FDM peuvent offrir une précision satisfaisante et une finition de surface adéquate pour diverses utilisations artistiques telles que la modélisation à l'échelle, les accessoires de jeu de rôle sur table et les images imprimées en 3D. Le FDM convient également à des applications plus fonctionnelles telles que les accessoires de photographie personnalisés ou les blocs LEGO entièrement fonctionnels et personnalisés. Avec l'aide de communautés en ligne, de ressources téléchargeables gratuites et de logiciels de laminage conviviaux, les utilisateurs peuvent libérer leur créativité et réaliser des projets d'impression 3D fascinants et inspirants sur leur imprimante 3D FDM de bureau avec des matériaux largement disponibles et abordables tels que le PLA, l'ABS ou l'ASA.