Conseils et astuces pour la modélisation d'impressions 3D
26/5/2017
Traduction: traduction automatique
Maîtriser la modélisation 3D ne signifie pas automatiquement que vous êtes prêt à créer quelque chose d'imprimable. Jetons un coup d'œil aux limites et autres éléments à prendre en compte pour transformer votre modèle numérique en une véritable pièce en filament plastique joliment fondu.
Lorsque vous êtes confronté à la tâche de concevoir un objet 3D, il y a plusieurs choses à prendre en compte pour ne pas vous retrouver avec un tas chaotique de polygones. Modéliser pour rendre est une chose. Ici, vous vous en sortez avec des géométries alambiquées qui donneraient une crise cardiaque à votre grand-mère architecte. Au final, il s'agit surtout de matériaux et de lumière. Qui se soucie de quelques points qui se chevauchent ici et là, tant qu'ils ne sont pas visibles dans la scène, n'est-ce pas ?
La réalisation d'un personnage en 3D en est une autre. Cela nécessite de prendre en compte l'impression ultérieure pendant la modélisation. N'oubliez pas que les imprimantes 3D ont un caractère bien trempé, c'est le moins que l'on puisse dire. Pour les objets les plus simples, elles peuvent décider en cours d'impression de vous embêter un peu et de vous faire perdre des heures de votre temps et des mètres de votre filament. Vous ne devriez même pas penser à importer une géométrie sale dans le logiciel d'impression. Finalement, votre slicer - la chose qui transforme les polygones en chemins pour l'imprimante - s'en apercevra et ne recrachera qu'un triste vestige de ce qui était un cube.
Comme je l'ai déjà mentionné, mon éducation formelle n'incluait pas la modélisation 3D pour l'impression. Mais l'imprimante 3D que j'ai récemment construite m'a posé un certain nombre de problèmes dans le processus de modélisation dont je n'avais jamais eu à m'occuper auparavant. N'oubliez pas que ce que je partage ici provient de mon expérience personnelle. Je ne connais peut-être pas toutes les réponses et je ne suis pas toujours dans le vrai, mais je pense que cela pourrait vous aider à ne pas faire les mêmes erreurs que moi et à gagner du temps et de l'énergie.
Si vous lisez ceci, je suppose que vous êtes déjà un peu familier avec la modélisation 3D en général. Commençons donc par les éléments de base à prendre en compte et pourquoi ils sont si importants.
Planifier à l'avance
Mon ami vient d'acheter une voiture. Il n'arrête pas d'en parler. Pour ma part, j'adore le fait qu'il puisse maintenant me conduire à IKEA à chaque fois que j'ai besoin de quelque chose que je ne peux pas porter seule. C'est une voiture fantastique, je vous le dis. Ce n'est simplement pas celle que j'espérais, mais il est heureux, alors peu importe.
Comme pour les trajets en train, il ne m'a pas fallu longtemps pour entendre les premières réclamations. Il lui manque le parfait support pour téléphone portable. Après quelques recherches, il l'a trouvé ; Le support de téléphone portable probablement parfait. "Probablement" est le mot clé ici. Bien sûr, il n'était pas content. Il prenait trop de place, l'appareil était trop près du volant et de sa main. Heureusement, il a trouvé une solution imprimable pour remplacer la pièce qui prenait tant de place, encore une fois grâce à la communauté en ligne.
On pourrait penser que l'histoire s'arrête là, mais nous ne faisons que commencer.
Le modèle qu'il avait trouvé était fait pour un iPhone avec une coque plus épaisse. Cela a été rapidement résolu avec deux morceaux de ruban isolant sur les côtés. Mais dans l'ensemble, ce n'était définitivement pas une pièce qui attirait l'attention, en tout cas pas par rapport à une autre pièce pour le OnePlus. Mon nouveau défi était de conserver les dimensions de la version iPhone tout en ajoutant le motif en nid d'abeille de l'autre modèle. Cela devrait non seulement permettre d'économiser des matériaux, mais aussi d'améliorer le design. Stop ! Il y avait autre chose ! Je devais aussi :
- Elargir la partie supérieure avec une courbe bizarre pour cacher la plaque de base qui est fixée à la voiture
- Réduire les encoches pour les têtes de vis
- Réduire légèrement l'espace réservé à l'appareil mobile pour que l'iPhone de mon ami, y compris sa coque, y rentre exactement
- Abaisser les points sur lesquels les coins de l'iPhone vont reposer
- Raccourcir les bras latéraux avec une transition descendante
- Arrondir la plupart des coins et des bords
- Ne pas oublier : Le motif en nid d'abeille!
Pour commencer, j'ai essayé de réduire les polygones du modèle de l'iPhone de manière à pouvoir le modifier. Il ne m'a pas fallu longtemps pour me rendre compte que c'était une idée horrible, j'ai donc décidé de concevoir un nouveau support à partir de zéro.
Keep it simple
Si ta création 3D est présentée exclusivement sur un écran, il peut être plus facile de travailler avec autant de géométries que tu le souhaites. Cela vous permet même souvent de gagner du temps lors de la modélisation. Mais si vous voulez imprimer l'objet, un beau quadrillage lisse est la voie à suivre.
Pour ma première tentative de modélisation du support de téléphone portable, j'ai commencé par un cube. En modifiant la taille, en extrudant les bras et en déplaçant légèrement les bords, il ressemblait déjà beaucoup à ce que mon ami avait demandé. Ensuite, j'ai arrondi les surfaces extérieures. Enfin, j'ai voulu faire une opération booléenne pour créer les rails de guidage, les trous de vis et les alvéoles. C'est à ce moment-là que je me suis rendu compte de mon erreur.
Les opérations booléennes sur les polygones sont géniales ! On peut fusionner, soustraire, conserver ou supprimer l'intersection, avec deux géométries ou plus. Mais c'est justement le problème, vous travaillez avec plus d'un objet et cela a généralement un impact terrible sur le quadrillage final. Le résultat peut être visuellement agréable, mais vous remarquerez que certains polygones inutiles ou des points d'angle aléatoires apparaissent de nulle part. Non seulement cela, mais cela utilise aussi votre mémoire de façon assez importante.
Utilisez les opérations booléennes de manière responsable.
Ma grille entière avait tellement d'arêtes à des endroits aléatoires, générées par la soustraction booléenne, que les résultats de l'arrondi étaient loin d'être idéaux.
Il est temps de recommencer, cette fois-ci correctement. Maintenant, au lieu de commencer par une géométrie polygonale, je commencerais par une spline. Mon nouveau processus était :
- Dessiner le chemin des contours et des alvéoles
- Combiner tous les chemins et les extruder ensemble
- Ajouter des subdivisions pour former les bras latéraux qui tiendront l'appareil mobile
- Extruder les côtés extérieurs
- Arrondir les bords extérieurs et les alvéoles
- Avec une soustraction booléenne, dégager les rails de guidage et les trous de vis
- Convertir tous les objets en un seul quadrillage
Vous voyez la différence ? Bien que j'aie utilisé des opérations booléennes cette fois-ci, je l'ai fait de manière conservatrice. Dans ce cas, le quadrillage que j'ai obtenu grâce à cette opération n'était pas différent d'une extrusion et d'un arrondi négatifs, mais cela m'a permis de gagner du temps. Essayez de travailler avec le moins de polygones possible, et si nécessaire, ne les subdivisez que juste avant d'exporter le fichier pour l'impression.
Il n'y a pas de mal à le répéter : un beau quadrillage lisse est la bonne façon de procéder.
L'économie est la clé
Nous avons tenu compte de ce facteur dès le début de la conception. En ajoutant des nids d'abeilles, nous avons économisé une partie des matériaux tout en gardant l'objet suffisamment solide.
Dans certains cas, cette solution peut être contre-productive. Selon l'imprimante, une forme aussi complexe peut être plus longue à imprimer qu'un tas de lignes droites. Pour nous, cela n'a pas d'importance, car nous lançons l'imprimante le matin et elle est prête à peu près quand nous rentrons à la maison. Cependant, si vous commandez l'impression, il se peut que certains fournisseurs externes facturent le temps d'impression.
Vous pouvez également éviter de gaspiller inutilement du filament en concevant et en plaçant votre projet de manière à ce que le logiciel d'impression n'ajoute pas de support à votre objet. Vous pouvez tricher en ne modelant pas d'angles plus aigus que 45° par rapport au lit de l'imprimante.
En fin de compte, tout dépend de l'objet, du matériau et de l'imprimante. Il se peut même que vous vouliez le rendre creux. Dans ce cas, vous devez simplement vous assurer que les parois sont suffisamment épaisses. Vous pouvez également configurer le remplissage dans le logiciel de l'imprimante de manière à réduire la quantité de filament utilisée dans les couches internes de la pièce. Cela vous fera également gagner du temps.
Enregistrer sous
Tous les fichiers 3D ne sont pas reconnus par tous les logiciels d'impression. C'est pourquoi j'exporte mes objets en STL. Je l'imagine à peu près comme le PDF du monde tridimensionnel. Bien sûr, cela dépend aussi du logiciel, mais avec STL, vous ne pouvez pas vous tromper.
Vérifiez les normales de la surface
Selon moi, l'objet était prêt à être imprimé, mais le logiciel d'impression n'était pas d'accord. Il n'avait pas l'air correct. Comment cela pouvait-il être ? C'est alors que je me suis souvenu du premier - et seul - conseil que l'on m'avait donné sur l'impression 3D pendant mes années d'université : vérifiez les normales de la surface.
La normale d'une surface est une flèche invisible qui indique dans quelle direction la surface est orientée. Cela peut vous paraître assez évident, mais il faut expliquer à l'imprimante quels espaces doivent être remplis de filament et lesquels ne doivent pas l'être.
En général, vous voulez que les normales à la surface soient orientées vers l'extérieur, et dans la plupart des cas, elles le sont. De temps en temps, il peut arriver que vous les inversiez involontairement à force de bricoler. Mais ne vous inquiétez pas, tous les programmes ont une fonction pour y remédier. Dans Cinema 4D, elle s'appelle "Aligner les normales". Dans les cas extrêmes, il y a aussi la fonction "Inverser la normale".
L'objet n'est pas "Manifold"?
J'ai vu cet avertissement plusieurs fois dans mon logiciel d'impression, mais je n'avais aucune idée de ce qu'il signifiait. Normalement, cela n'affecte pas vraiment le produit fini, mais il vaut mieux ne pas s'y attarder.
Qu'est-ce donc ? En termes simples, c'est une géométrie qui n'est pas possible dans le monde réel. Cet avertissement peut avoir plusieurs causes :
- Les côtés manquants
- Des arêtes ou des sommets isolés
- Des zones orientées vers l'intérieur
- Des zones trop fines pour l'impression
Tous ces éléments peuvent empêcher votre objet d'être traduit proprement par le slicer. La meilleure solution est de les éviter tous dès le départ en prenant de bonnes habitudes de modélisation.
Parfois, même avec les modèles les plus propres, il m'est arrivé, lorsque l'objet est assez complexe, que le slicer interprète mal certains éléments ou les supprime tout simplement. Pour des cas comme celui-ci, il existe quelques programmes et services en ligne comme Netfabb qui peuvent vous aider à nettoyer et réparer votre fichier STL.
Si vous ne vous souciez pas de savoir si votre objet est étanche ou non, et si vous ne voyez aucun problème particulier après que le slicer ait fait son travail, continuez à vos risques et périls.
Partagez!
Enfin, partagez votre création avec le monde. Faites partie de cette révolution et chargez votre bébé!
Qui sait, peut-être que votre création est exactement ce que quelqu'un cherche à l'autre bout du monde. Vous pourriez épargner à la petite amie de ce jemand quelques heures de modélisation 3D.
Et n'oublie pas d'imprimer et d'essayer ton nouvel objet.
Bien du plaisir!
Mariana Hurtado
Grafik-Designerin
m@arianahurta.doGraphiste, entraîneuse de Pokémon, technophile et pas une écrivaine. Je suis en Suisse depuis 2014. Je mène un combat permanent contre le mauvais design.
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