Des avions sortis d'une imprimante

Il arrive souvent qu'un modéliste souhaite concevoir un composant pour ses modèles réduits, voire fabriquer lui-même un modèle. Mais tout le monde n'a pas le talent ou le temps nécessaires pour cela. D'autres manquent d'espace et de machines à travailler le bois, ou redoutent la poussière lorsqu'ils travaillent chez eux.

Qui sait, peut-être que l'impression 3D est une solution ? Une imprimante 3D ressemble à une imprimante d'ordinateur de plus grande taille. Mais cet appareil ne se contente pas d'appliquer une couche d'encre : il superpose des dizaines, voire des centaines de fines couches d'un matériau jusqu'à ce qu'un objet en trois dimensions prenne forme. Pour ce faire, le matériau est chauffé dans la tête d'impression par voie thermique ou à l'aide de rayons laser, puis liquéfié et déposé. C'est ainsi que sont construites les maquettes d'architecture ; aux États-Unis, les prothésistes dentaires commencent à fabriquer des prothèses dentaires. Les montures de lunettes et les bijoux fabriqués selon un procédé 3D sont déjà légion.

Il existe même un premier modèle réduit d’avion : une équipe de l’université de Southampton, en Angleterre, a récemment fait voler Sulsa, un avion entièrement fabriqué par impression 3D. Il présente une envergure de 2 mètres, est conçu pour atteindre une vitesse de 180 km/h et pourrait être utilisé comme drone. Ce n’est donc pas un jouet. Le vol d’essai de dix minutes a répondu à toutes les attentes.

La conception et la construction n’auraient pris que 5 jours, explique le chef de projet James Scanlan. Le modèle, fabriqué en nylon, se compose de seulement 4 pièces. Bien que mobiles, les gouvernes ont été fabriquées en une seule opération avec les ailes. Les ailes sont elliptiques – une forme réputée très

efficace, mais difficile à réaliser. Avec l’impression 3D, cela n’a toutefois posé aucun problème, selon M. Scanlan.

Les imprimantes 3D sont utilisées dans le secteur industriel depuis 20 ans. Ces appareils étant désormais plus fiables et moins chers, ils font peu à peu leur apparition dans le domaine des loisirs. Les imprimantes 3D fonctionnent comme des robots. Il est fascinant de les voir fabriquer un objet de manière entièrement autonome. Ce processus ne génère ni déchets ni poussière ; seul un léger bourdonnement se fait entendre. Les produits sortent pratiquement finis de l'imprimante et ne nécessitent que peu de retouches.

Des dizaines de matériaux sont disponibles : un toboggan à piles en or ? Une hélice en titane ? Ce n’est pas l’imprimante 3D qui posera problème, mais peut-être votre portefeuille. Pour les modélistes, c’est donc sans doute le plastique ABS (acrylonitrile-butadiène-styrène), bon marché et très répandu, qui sera privilégié.

. Enfants déjà, nous jouions avec de l'ABS, que nous appelions « Lego ». Ce matériau est un tiers plus lourd que le contreplaqué aéronautique ; selon la direction de la pression, il peut être élastique ou rigide comme une planche. L'ABS peut être poncé, collé, renforcé avec de la fibre de carbone, recouvert d'un film thermocollant ou verni.

La technologie 3D permet de fabriquer des formes difficilement réalisables avec du bois : cavités, filetages, engrenages ou roulements à billes. On peut réaliser aussi bien des nervures fines que des plaques de moteur robustes. Il est également envisageable d’utiliser de l’ABS pour fabriquer des moules négatifs destinés à l’emboutissage profond ou de se fabriquer un outil spécial. Pour gagner du poids, les structures peuvent être conçues en nid d’abeille. Elles sont légères et étonnamment résistantes. Les imprimantes 3D fabriquent tout ce qui peut être dessiné. Les imprimantes grand public pour l'ABS fonctionnent avec une précision de 0,1 millimètre. Les objets doivent avoir une épaisseur minimale de 1 millimètre. Techniquement, la taille maximale est illimitée, mais les imprimantes grand format sont plus chères. Un modèle d'entrée de gamme comme l'Up! chinoise coûte environ 1 000 dollars et permet d'imprimer des objets jusqu'à 10 cm. La Rapman est un modèle éprouvé, suffisant pour de nombreuses applications de loisirs, qui imprime jusqu'à 27 cm et est disponible à partir de 1 800 francs. Les bricoleurs trouveront sur Internet des imprimantes open source moins chères, qu’il est possible d’assembler et d’étendre de manière modulaire. Les mots-clés à rechercher sont Reprap, fab@home ou Bukobot.

Pour commencer, il n’est toutefois pas nécessaire de posséder sa propre imprimante, car tout près de Zurich,

3D-Model, la première boutique suisse spécialisée dans l'impression 3D, a récemment ouvert ses portes. Il suffit d'envoyer son dessin par e-mail pour récupérer ensuite la pièce imprimée. 3D-Model souhaite également accompagner ses clients dans le développement de leurs idées et proposer des formations si la demande se fait sentir. La jeune entreprise commercialise par ailleurs des imprimantes de plusieurs fabricants. 3D-Prototyp, à Stans, est un autre prestataire. Son directeur général, Marcus Bieri, possède déjà une expérience auprès des modélistes et dans l’industrie aéronautique. Il considère que sa force réside dans la réalisation de projets plus exigeants sur le plan technique. Enfin, il convient de mentionner la société belge i.materialise qui, avec ses 1 000 collaborateurs, compte parmi les plus grands acteurs de l’impression 3D en Europe. Elle permet de vérifier en ligne la présence d’éventuelles erreurs dans un projet avant l’impression et d’obtenir un devis avant de passer commande. Malheureusement, ni les prix, ni le service client, ni les délais de livraison ne sont convaincants.

Mais avant cela, il faut indiquer à l'imprimante ce qu'elle doit produire. La conception d'objets en trois dimensions se fait exclusivement sur ordinateur. La procédure est similaire à celle utilisée pour les objets CAO plats, mais elle est plus complexe en raison de la dimension supplémentaire. Pour débuter, il existe des logiciels gratuits destinés aux novices. C'est le cas notamment de SketchUp ; ce logiciel est très populaire, mais il a été développé pour l'architecture et présente certaines limites lorsqu'il s'agit de détails. 123D est proposé par Autodesk, le leader du marché des logiciels techniques. Ce programme ne laisse rien à désirer...

Les pièces simples sont faciles à réaliser, mais les pièces plus complexes nécessitent beaucoup de pratique. Le mieux est de se familiariser dès le début avec toutes les fonctions. Ensuite, il est instructif de télécharger des exemples types et de les modifier. On découvre ainsi les effets de chaque modification. Ce n’est qu’après cette phase frustrante qu’il faut se lancer dans ses propres projets ambitieux. YouTube propose

de nombreux tutoriels sur ce logiciel, mais les premiers pas sont et restent une source de désespoir. Une fois les difficultés initiales surmontées, le dessin en trois dimensions devient toutefois une véritable expérience. L’avenir de l’impression 3D laisse entrevoir la mise à disposition, un jour sur Internet, d’une bibliothèque de pièces fréquemment utilisées dans le modélisme aérien ; des pièces que l’on

peut télécharger et adapter à ses propres besoins en quelques clics de souris. C’est ainsi que le boîtier de transmission (photo) a vu le jour. Il est d’ores et déjà possible de photographier des objets et de les transformer presque automatiquement en un modèle d’impression 3D. C’est ainsi qu’une plaque de moteur a été copiée (photo) et imprimée – pendant que je volais.