Cet article est proposé par Thomas RANDALL pour Polysculpt. N'hésitez pas à le contacter pour en savoir plus !

Je viens d'acquérir une Projet 1200, dans le cadre de mon métier de Designer Bijoutier. Mon métier traditionnel consiste à sculpter la cire à la main, pour réaliser des créations originales vendues aux marques, et d'en assurer la fabrication en série. Nous avons une fonderie à la cire perdue, qui nous permet de produire nos modèles dans le métal de notre choix (chez nous, le Laiton et l'Argent 925). M'étant toujours intéressée aux nouvelles technos, j'avais connaissance des imprimantes 3D depuis de longues années, fais des premières pièces 3D en 2009 par le biais d'une société de service. Les délais trop longs (10 jours) pour les besoins de mon entreprise et ma méconnaissance des logiciels 3D à cette époque m'a fait abandonné ce mode opératoire. Avoir une imprimante à 25 000€ + couts de fonctionnement, qui prends 36 heures pour imprimer un plateau de 5 pièces n'était pas un projet viable non-plus.

Mais l'émergence de projets comme Form1 de Formlab m'a tout de suite fait comprendre que ma solution se dirigeait vers ce type d'unité, Assez rapide, très précise (SLA). Une solution flexible. Pour prendre une décision, j'attendais une avancée sur des résines SLA qui soient «coulables» en fonderie, comme le sont mes cires. J'ai très envie de ne conserver qu'un seul processus de fonderie.

En parallèle j'ai trouvé ce fabuleux software qu'est Sculptris. J'ai une formation d'École d'Art assez académique, dont la sculpture & le modelage. J'ai une très solide expérience des logiciels 2D. La prise en main a été simple car je trouve que son ergonomie est remarquable. Je ne vous fait pas le topo sur les avantages de la 3D concernant la création d'objets, de bijoux notamment. Les simples Ctrl+C Ctrl+V Ctrl+Z sont des concepts que le sculpteur classique ne peux reproduire qu'au terme de grands efforts.

Bref, plus qu'une chose à faire, choisir la bonne imprimante pour mon usage: Une imprimante SLA à moins de 5000€ dont la résine soit coulable dans ma fonderie. 

Et voilà qu'arrive la PROJET 1200 (arrivée sur le marché US fin Mars 2014). Sa résine, VisiJet FTX Green est annoncée comme coulable, avec 0,01% de résidus après combustion. Résolution de 30 microns sur 585 DPI, mon choix était fait.

Avantages attendus

• Résine coulable.
• Rapidité d'impression.
• Qualité d'impression.
• Un taux d'impressions ratées faible ou inexistant.
• Prise en main Plug&Play.
• Fiabilité 3DSystems.
• Fabrication sérieuse.

Désavantages attendus

• Plateforme de X=27mm Y=43mm Z=150 mm.
• Le cout de résine : 40€ les 32ML. (soit 0,90€ de résine pour une bague, cela reste très acceptable dans notre métier)
• Un réseau d'utilisateurs extrêmement restreint sur le web, surtout quand on le compare au forums sur la B9, Asiga ou Form1.

L'achat

Je contacte un revendeur Lyonnais, Digicad, revendeur 3DSYstems qui m'annonce : "J'en reçoit 20 en fin de semaine depuis les entrepôts logistiques de 3DS en Allemagne. J'en ai vendu 14 à des prothésistes (métier en pleine mutation apparemment) et 3 à des bijoutiers".

Je lui donne mon accord pour la 18ième. 3970€HT + 10 Cartouches à 32€HT + frais de transports 90€HT sur France. (NB il me semble avoir vu la machine à 3690€ HT depuis, on peux aussi imaginer que le cours du Dollar puisse jouer sur le prix de la machine).

J'attends sagement (faux, on m'a vu faire les 100 pas en attendant le livreur plusieurs jours de suite)...

La réception

Et je la reçoit enfin, lundi à 13h :

• Packaging imprimante très sérieux, très bien conçu, dans un carton non moins sérieux marqué Fragile et Haut-Bas.
• Ouverture intelligente.
• Une cartouche offerte.
• Câblage USB & Secteur (220V)
• PAS de liquide de nettoyage!

L'alcool isopropylique à trouver soi même. Uniquement vendu par le revendeur en bidons de 6L pour toutes les machines plus grosses. (Se trouve au litre sur le Web. Meilleurs prix trouvé 12€/Litre.)

Pour les hispanophones ou les très curieux sur la mise en marche du produit, une vidéo complète: https://www.youtube.com/watch?v=e983lI6XsBE

L'installation réelle

J'installe la machine sur un support plat (à vérifier au niveau à bulle). Préparation des bains de nettoyage. (moi j'utilise de grands bocaux à confiture, ils peuvent se refermer hermétiquement..)

1. Bain ISOPROPYL conseillé par 3DS , secouer la pièce dans le liquide pendant 60 secondes (parfois, 15 secondes suffisent pour les petites pièces)
2. Bain d'eau (certains utilisent de l'eau chaude savonneuse), secouer la pièce pendant 60 secondes
3. Séchage au sèche cheveux, pour éliminer l'eau avant cuisson UV.

NB: Un ami physicien qui fine-tune des imprimantes Asiga à l'université de Genève me dit que l'Éthanol se rapproche à 90% des résultats du nettoyage par l'isopropyle. (vérifié au microscope) Et que vu l'agressivité biochimique de l'isopropyle, c'est une solution qu'il recommande, avis aux amateurs.

Déballage de la cartouche de FTX green, mise en place de la cartouche assez facile (attention une puce électronique sur le bord de la cartouche est amovible, parfois, elle est en mauvaise position, et l'imprimante ne la reconnaît pas, une note de 3DS circule à ce sujet.)

J'attire l'attention ici sur le fait que la cartouche EST le bac d'impression. Elle a un fond plastique fin et transparent qui est lui même contre une vitre. C'est dans la cartouche que se fait l'impression, pas de nettoyage dégueux de Bacs en perspective. 🙂

L'installation software

J'installe les softs depuis www.3dsystems.com. J'ai un Windows Vista. Installation des outils Microsoft manquants se fait automatiquement. Installation de Geomagic Print for Projet 1200 (en Anglais, mais pas compliqué, très proche du logiciel de Formlab). Par contre je ne l'ai pas trouvé au téléchargement pour tests) Téléchargement de la mise à jour du logiciel, puis numéro de série, identifiants à créer, inscription de la machine sur www.3dsystems.com et hop!

Première impression 3D

Je choisit un fichier que j'avais déjà fait imprimé auparavant (on va mettre toute les chances de notre coté). Temps d'impression annoncé 120 minutes, réel 106 minutes (l'évaluation est toujours plus large que la réalité) La pièce sort, sur ses supports très fins. Une fois nettoyée  à l'alcool (en 30 secondes), elle est parfaite en 30Microns, pas d'erreurs ni d'irrégularités. Il faut vraiment s'arracher l'œil pour voir les strates. Passage en chambre UV dans la partie droite de la machine (10 minutes). On sent que la résine est plus cassante. J'ai une pièce en résine d'une très grande précision. Elle se détache facilement du support sans être abimée.

Ma première pièce imprimée dans notre atelier: une paire de boucles d'oreille de 22 mm de hauteur et les pièces sur l'arbre en métal. Notez dans les cheveux que le support que j'avais laissé par erreur est sorti en métal aussi !

Petit topo Geomagic

A l'ouverture est présenté le volume imprimable par la machine. On importe un .STL

Le .STL se pose en vrac dans le volume d'impression Certains polygones se colorent en jaune pour alerter sur un problème du fichier .STL

On choisit son orientation pour que les supports ne soient pas plantés dans les parties essentielles. On peux appliquer des déformations, homothétiques ou non.

On lance la création des supports automatiques.

On peut les éditer individuellement, en créer ou en supprimer. Concrètement, j'aime beaucoup ce système de très très fins supports. (de 0,1mm à 0,3mm) Faciles à retirer, abiment peu la pièce.   On peux se lancer.

Donc en fait plutôt 1h30...

Ça c'est au cas ou on ai plusieurs imprimantes en réseau.

Dernier message avant impression. Ca serait dommage de griller une cartouche car on aurait oublié de remettre le support...
Une fois lancée, une barre d'avancement indique le temps restant. On peux faire « Pause, et ouvrir la machine pour regarder sa pièce, mais je déconseille, j'ai vu un décalage au seing d'une pièce à l'endroit (moment) même de la pause.

Petit topo sur résines, en photo

Notez la finesse des strates, ici, le trou du bec fait 0,4mm de diamètre, il est bien composé d'une douzaine de couches de 0,03mm. La pièce fait 27mm de diamètre.

Les supports s'affinent près des motifs pour ne pas altérer la surface, et pour facilité le décrochement de la pièce.

Certains supports souffrent après l'impression, soit en secouant la pièce trop fort dans les bains de nettoyage, soit à cause d'une variation (rétractation très faible) de la résine à la cuisson UV.   Je n'ai cependant jamais été gêné par ce phénomène.

Notez le dessin des strates à droite de l'image grisée, la finesse est vraiment respectée. Ici une pièce de 18mm de hauteur.

Depuis...

Je sculpte et j'imprime de nouvelles créations à tour de bras, une cartouche dure entre 3 à 4 jours.

Vous aurez peut-être compris que je suis réellement conquis par le procédé d'une manière générale, et par cette machine en particulier. Cela dit, pour être complet, j'ai pu voir quelques limites de la machine et de l'impression:

1. J'ai eu peut-être 4 pièces assez ratées à l'impression sur une quarantaine, dont 3 venaient du même STL, avec la même erreur à chaque fois, depuis que j'ai réédité le STL, plus de problèmes.

2. J'ai eu des soucis avec des pièces qui utilisent plus de 5 à 7 cm de hauteur. J'ai laissé les supports automatiques, sans créer moi même des supports Zbrush ou Sculptris, et des stries plus importantes ont commencé à apparaître. La même pièce avec des supports fait dans Sculptris est passé quasi-parfaitement.

3. Certaines pièces ont des bulles au seing de la résine, sans jamais affecter la surface du modèle. C'est un problème en fonderie, car on passe les cires et résines sous une cloche à vide d'air. Mais (bonheur) la résine est si résistante qu'elle ne casse pas sous vide d'air. J'ai laissé tombé une bague de 1mètre 20 sur du carrelage, aucun dommages et je n'ai pas retrouvé le point d'impact!

4. J'ai un peu forcé sur les portes car leur système d'ouverture n'est pas clair du tout. En fait il faut appuyer et non tirer sur la porte pour l'ouvrir, à l'emplacement de l'aimant de maintien. La machine à bien résisté à mes assauts (costauds). Elle m'a l'air de très bonne facture.

5. La chambre UV est plus petite que la taille maximale de l'impression! Elle tiendra une impression d-une hauteur de 10cm alors que les impressiosn peuvent faire jusqu'à 15cm.. Un support prend la plateforme d'impression et la fait tourner sur elle-même pour que les UV soient uniformément diffusés. Pour les pièces plus grande acheter une lampe UV ou une boite UV ou laisser cuire au soleil. Là je n'ai pas de recul pour conseiller, mes pièces bijouterie tiennent toujours dans cet espace (pour l'instant).

6. L'estimation de la résine restante dans la cartouche est fausse. Elle m'indique 60% alors que la cartouche est vidée. Un petit patch logiciel devrait suffire à 3DS pour régler cela mais ils sont assez avare de commentaires.

7. Certains utilisateurs ont des problèmes autres, mais que je n'ai pas rencontré:

- 2 cartouches qui fuient
- 1 machine en panne
- des cartouches non reconnues
- des problèmes d'approvisionnement pour la Visijet FTX green chez le revendeur.

Le seul et très gros point négatif à l'heure actuelle

Les résines ne sont pas (ou peu) coulable en fonderie... Le processus classique, et millénaire, de la fonte à la cire perdue est la base de la fabrication de la grande majorité des bijoux, fantaisie ou de haute joaillerie.

Succinctement: On place une cire dans un cylindre de plâtre à l'état liquide Une fois le plâtre durcit on met le cylindre dans un four qui chauffe par paliers sur une durée de 12 à 16 heures. La cire coule complètement à partir de 250°C Le four continue de monter en température jusqu'à atteindre 730°C puis redescend à 590°C Le cylindre est sortit du four et l'on peux y injecter du métal en fusion (par dépression ou centrifugation)

Le problème réside dans les propriétés même de la résine: à haute température, la résine ne coule pas, elle brûle. Ceci entraîne une expansion du volume de la résine et une pression sur les parois du plâtre. Cette résine casse et abîme la surface de plâtre autour d'elle dans le cylindre à ce moment là.

Quand le métal en fusion pénètre la cavité laissée par la résine brûlée, il trouve une cavités craquelée. En résulte une pièce en métal très endommagée en surface.

Tous les fondeurs de cire (type bijouterie) que je rencontre sur de nombreux forums en reviennent à cette même conclusion: cette résine annoncée coulable ne l'est en fait pas vraiment (dans un process classique de bijouterie).

Modération de mes propos

• La concurrence ne fait pas mieux: Asiga B9, Madesolid + Form1, personne n'a trouvé la formulation parfaite à ma connaissance. Il est possible qu'à l'heure ou vous lirez ce post, la solution aura été trouvée, chez 3Ds ou ailleurs.
• Les labos de prothésiste dentaire (autre cible pour la Projet 1200) ont des plâtres tellement durs (+Phosphate) que la résine n'endommage pas la paroi du plâtre et ils ont des résultats corrects, mais cela sera compliqué d'importer leurs process dans une fonderie de bijoux.
• Les très petites pièces (section de moins de 2 mm) sont coulables, en effet une expansion de 3% par exemple, créera des dégâts mineurs sur une section fine. Sur une section plus grosse, les problèmes deviennent irrémédiablement trop visibles.
• 3DS améliorera peut-être sa résine prochainement.
• Un autre formulateur de résines produira peut-être une résine qui coule avant de bruler
• Il est possible de mouler sa résine dans un moule en silicone, puis d'en tirer une cire et de retourner ainsi au processus classique. (mais adieu les formes non-moulables, chantre des firmes d'impression 3D).

Pour ma part, j'ai choisi le moulage des résines. J'obtiens alors de superbes répliques de mes résines, en cire, et je sais que leur coulée en Bronze ou Argent sera comme à mon habitude. Nous sommes plusieurs bijoutiers à procéder ainsi.

Le bilan général reste pour moi très positif.

1. J'ai pu intégrer la 3D à une vitesse folle dans mon processus à un coût relativement modéré.
2. La qualité des modèles en résine est tel qu'il n'y a aucune retouche à leur apporter. 3/ Des solutions s'ouvriront peut-être pour une coulée directe dans le futur. (et je continue à chercher)

En espérant que cela ai pu guider vos choix, Si vous avez des idées concernant la coulée directe des résines, je suis preneur, évidemment.

Thomas RANDALL

• tom.randall@hotmail.fr
• www.randallcreation.com

Quelques Liens :

• http://www.myrhinogold.com/forum
• http://www.mjsa.org/publications_and_media/mjsa_journal/casting_photopolymer_resin_models http://madesolid.com/
• http://formlabs.com/company/blog/
• http://www.ti-research.com/en/gs/Goldsmith-Investment.html
• http://www.ransom-randolph.com/Jewelry-Casting/Special-Application-Investment/special-application-investments.html

Note de Thomas Roussel :
J'ai vu l'imprimante lors du ZBrush Summit et elle est vraiment petite, de la taille d'une machine à café. Les impressions sont vraiment fines et précises.