LE MODELAGE :
1/ Principe :
Pour toute réalisation de pièce en Fonderie, il faudra au préalable un modèle physique autour duquel nous pourrons réaliser un moulage.
Le modèle est grosso modo une réplique de la pièce à réaliser, mais quelques modifications peuvent être nécessaires (voir page "LES REGLES DE MODELAGE")
2/ Techniques de modelage :
Il existe de nombreuses façons d'obtenir un modèle pour la Fonderie :
-Mouler sur un objet existant : le plus simple, mais à condition que la forme convienne au moulage (Attention, en raison du retrait volumique, l'objet obtenu sera toujours légèrement plus petit que l'original);
- La sculpture physique : dans du bois, de la résine, de l'argile, du plâtre, etc... Il y a une infinité de matériaux possible, à condition que les modèles soient suffisamment solides pour être moulés.
- La Conception Assistée par Ordinateur : ou CAO.
On peut distinguer 2 grandes familles de CAO : Les logiciels paramétriques et ceux de sculpture numérique.
Les premiers, via des fonctions et des valeurs, vous permettront d'obtenir des formes techniques, de respecter des cotes fonctionnelles, d'ajouter des perçages, filetages, etc...
Les seconds vous permettront de simuler la sculpture manuelle "comme dans la glaise", afin d'obtenir des formes artistiques avec plus de liberté.
Il est aussi possible de commencer une création en paramétrique et de la finir par sculpture pour tirer l'avantage des 2 types de logiciels !
Logiciels gratuits en CAO paramétrique : FreeCad, Fusion360
Logiciels gratuits en sculpture numérique : Sculptris, Blender
Références payantes en CAO paramétriques : SolidWorks, Catia, Rhinocéros
Référence payante en sculpture numérique : Zbrush
Il est aussi possible de télécharger des modèles 3D prêts à imprimer !
Une plateforme collaborative 100% gratuite: Thingiverse (mais beaucoup d'autre existent)
Si vous souhaitez commercialiser vos pièces, attention aux droits de reproduction des modèles utilisés.
Attention, la sculpture numérique n'est pas une finalité, vu qu'elle ne produit qu'un fichier numérique (principaux formats 3D : .OBJ et .STL).
Il faudra envoyer le fichier sur une machine pour fabriquer le modèle.
On distingue 2 types de fabrication : Additive (imprimantes 3D) et soustractives (usinage numérique)
Je ne détaillerais pas la fabrication soustractive car vu le prix des machines, c'est un procédé réservé aux professionnels.
3/ L'impression 3D (imprimantes et imprimeurs) :
S'il fallait retenir une innovation créative de notre siècle, ce serait bien l'impression 3D.
Le principe n'est pas nouveau mais la diminution du coût des imprimantes les a rendu accessibles au grand public.
Il existe une dizaine de technologies de fabrication additive, mais seules 2 sont suffisamment peu onéreuses pour permettre une utilisation par un particulier.
Ces technologies sont : Le dépot de fil (FDM) et la stéréolithographie (SLA).
Source :https://www.fabheads.in/
Source :https://www.formlabs.com
A gauche : Pièce Imprimée par FDM, à droite : par SLA
L'impression FDM :
Une tête extrudeuse chauffée se déplace sur un plateau et vient déposer un fil plastique fondu (PLA ou ABS pour les principaux). La superposition des différentes couches de fil vont créer le volume de la pièce.
Avantages :
-Les pièces n'ont pas besoin d'être nettoyées après impression (contrairement au SLA);
-Les imprimantes FDM sont souvent moins cher que les SLA, ce qui rend accessible des imprimantes de plus grand volumes d'impression;
-Le filament coûte moins cher que la résine SLA;
-On peut régler la vitesse d'impression et obtenir une pièce relativement rapidement;
-On peut mouler les pièces en "modèle perdu" comme pour la cire perdue (mais les résultats sont en général moins propres).
Inconvénients :
-L'aspect des pièces est très rugueux entre chaque couche imprimée, ce qui demande beaucoup de ponçage pour pouvoir mouler au sable proprement;
-Le temps d'impression d'une couche dépend de la surface à imprimer, donc plus il y a de pièces à imprimer en même temps, plus le temps d'impression augmentera (ce n'est pas le cas en SLA);
-La conception de l'imprimante FDM comporte de nombreuses pièces en mouvement sur 3 axes, qui peuvent s'user, se dérègler, se casser.
Ma première imprimante FDM : Une ANYCUBIC DELTA,
offrant un volume d'impression de 5 Litres (c'est beaucoup !)
L'impression SLA :
Un plateau est immergé dans un bac de résine à fond transparent sous lequel se situe une lampe UV. Entre ces 2 éléments, un écran LCD va bloquer ou laisser passer les rayons UV dans certaines zones où l'on souhaite durcir la résine.
La résine exposée aux UV va réticuler et durcir couche par couche sur le plateau.
Avantages :
-Une qualité d'impression exceptionnelle avec peu de rugosité;
-1 seul axe en mouvement (celui qui lève et baisse le plateau), donc beaucoup moins de pièces d'usures;
-Chaque couche est entièrement polymérisée lorsque la lampe UV s'allume, donc le nombre de pièces imprimées n'a pas d'impact sur le temps d'impression;
Inconvénients :
-Les pièces doivent être nettoyées dans de l'alcool isopropylique puis séchées aux UV avant de pouvoir être manipulées sans gant;
-Manipuler la résine liquide peut être salissant, d'autant que c'est un produit toxique;
-Les imprimantes SLA sont plus cher que les FDM, les gros volumes d'impressions sont donc moins accessibles au grand public,
-La résine SLA est un peu plus onéreuse que les bobines pour FDM;
-On ne peut pas faire de moulage "modèle perdu" avec la résine standard (des résines pour cire perdue existent mais elles sont très chères et souvent réservées aux imprimantes haut de gamme type DLP);
Ma nouvelle imprimante SLA : Une LONGER ORANGE 10,
offrant un volume d'impression de 0,8 Litre.
Pour ma part, j'ai commencé avec une FDM puis une SLA.
Malgré un volume d'impression 6 fois inférieur, je ne reviendrais jamais sur mon choix car les impressions obtenues sont magnifiques et précises avec peu de réglages.
Concernant la manipulation des produits, une fois le procédé rodé on travaille proprement sans risque pour sa santé ou son mobilier.
Une bonne alternative à l’investissement dans une imprimante : Faire appel à des imprimeurs !
La plateforme leader en ligne : Sculpteo
Ou bien une plateforme d’impression communautaire : Freelabster