Modéliser pour l’impression 3D

En résumé

  • 1.1. Modéliser un mesh sans erreurs
  • 1.2. Évider votre modèle avec un motif
  • 1.3. Parties amovibles et emboitées
  • 1.4. Mesurer des éléments et des distances.
  • 1.5. Créer un bloc correct
  • 1.6. Embosser un dessin ou du texte
  • 1.7. Impression en couleur et texturisée
  • 1.8. Créer un mesh
  • 2.1. Fusionner vos meshes
  • 2.2. Orientation du mesh
  • 2.3. Structure du mesh
  • 2.4. Exporter votre modèle
  • 3.1. Soudez votre mesh
  • 3.1. Remplir un trou ou effectuer un pont
  • 3.2. Intersecter et couper pour réduire le bloc
  • 3.3. Soustraire un ensemble au mesh

Le terme variété en 3D définit un mesh dans lequel toutes ces edges triangulaires sont directement et individuellement connectées à une autre pour créer un volume fermé. DansAlias, cela signifie que toutes les surfaces NURBS créées doivent être connectées entres -elles.

C’est d’autant plus clair dans l’exemple ci-dessous : la série de faces extrudées   alias est utilisée pou créer une forme solide simple.

À noter que les zones en supplément à droite et à gauche ont été coupée  alias, car elles ne sont clairement pas nécessaires.

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La même opération ( suppression des surfaces en trop) doit être faite lorsque des morceaux de surfaces qui ne sont pas visibles de l’extérieur, se situent à l’intérieur de votre modèle. Cela signifie que toutes les parties de surfaces inutiles — visible ou non — doivent être coupées afin d’empêcher la création de meshs non valide et non varié.

Dans cet exemple, les deux surfaces sont coupées à leur intersection afin de créer une continuité entre elles, puis de les souder ensemble plus tard.

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La différence entre la modélisation d’un personnage destiné à l’impression 3D et un autre destiné au rendu 3D est la suivante :

Un modèle destiné au rendu ( constitué de surfaces non continues) sera simplement généré par un moteur de rendu afin d’afficher la surface ( mappé) qui apparaissent dans la fenêtre du logiciel.

En revanche, l’ imprimante 3D va reconnaître ces faces non continues — même si elles se trouvent à l’intérieur de votre modèle — comme des « murs » sans épaisseur ce qui est impossible à reproduire dans le monde réel.

Afin d’obtenir une forme basique comme un nœud papillon, vous devez créer un miroir de votre modèle original en utilisant la fonction Mirror dans Edit > Duplicate > Mirror. Cela va créer une image en symétrie de votre surface originale. La fonction Mirror crée deux parties identiques et une surface superposée au milieu qui sera interprétée par l’imprimante 3D comme une erreur. Il vaut mieux éviter la création de surface similaire lors de la modélisation et les supprimer dès que vous les trouvez en les sélectionnant et en cliquant sur Canc.

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Maintenant que le corps principal du modèle a été crée, vous pouvez en évider l’intérieur pour l’impression 3D.

Les objets imprimés en 3D sont très souvent creux et l’une des raisons principales est la quantité de matériau utilisée. En impression 3D — à l’inverse des autres techniques de production — le coût de fabrication d’un objet n’est pas lié à la complexité de sa forme, mais à la quantité de matériau requise pour produire le design.

C’est pourquoi évider votre objet va considérablement réduire le coût de production de l’impression 3D de 60 % à 70 % du prix initial. Un autre facteur important à l’évidement de votre modèle est la réduction de son poids.

Le fait d’évider votre modèle n’affecte en rien votre objet. En revanche, celui-ci doit posséder au moins deux trous pour enlever l’excédent de matériau à l’intérieur de votre objet. La raison est simple : le matériau non fusionné s’échappe par les orifices créés et allège votre objet.

L’outil de mise en ligne d’un fichier de Sculpteo possède une fonction d’évidement automatique qui vous permet de gérer cet aspect directement en ligne. Cette fonction va automatiquement générer la paroi intérieure de votre modèle et vous laisser le choix de l’emplacement des trous sur votre objet. Vous pouvez dès à présent télécharger votre fichier3D et essayer cette fonctionnalité.

Dans de nombreux exemples de produits imprimés en 3D, les designers ont profité de cette limitation en créant ces cavités en forme de motifs esthétiques, tout en permettant l’évacuation du matériau et ainsi réduire son prix.

Voyons maintenant comme effectuer ceci dans Alias.

Pour créer un motif pour l’évidement, vous devez commencer par dessiner une série de lignes parallèles qui seront projetées alias sur les surfaces de votre objet. Ensuite, utilisez l’outilCut  aliaspour couper les surfaces et créer les motifs.

Vous devez aussi prendre en compte la largeur de vos bandes afin que celles-ci ne soient pas plus petites que l’épaisseur minimale du plastique (0,8 mm). Il est aussi très important d’avoir une idée précise des dimensions de votre modèle avant de le créer afin qu’il n’y ait pas d’erreurs de taille lors de l’impression sur Sculpteo.

Rappel : une tige de plastique est rigide au-delà d’une épaisseur de 2 mm ( voir nos informations sur le plastique).

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Après cette opération, votre modèle va perdre en rigidité. Pour pallier ça, vous pouvez ajouter une épaisseur supplémentaire grâce à l’outil Offset   alias sur chaque surface.

L’outil Offset se situe dans l’onglet Object Edit de la palette. Il vous permet de choisir la distance des nouvelles surfaces créées à partir du modèle original. Réglez l’épaisseur sur 1,55 mm afin d’être sûr de la rigidité de votre modèle ( pour une impression sur Sculpteo en matériau plastique rigide). Lorsque toutes vos surfaces ont subi un offset, vous devez fermer votre volume en les connectant avec l’outil Skin   alias.

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La forme finale de notre nœud papillon est terminée. Il ne nous reste plus qu’à ajouter une tige pour le faire tourner quand il sera porté. Pour cela, nous allons créer une série de piècesemboîtées. Cela nous mène à la notion d’écart et son importance dans la modélisation d’éléments amovible dans un logiciel de CAO.

L’écart est l’espace entre deux éléments face à face et proches. Ces éléments ont une interaction de mouvement l’un avec l’autre. Il est important de noter que chaque matériau possède un écart minimum à respecter afin d’assurer le mouvement. Plus cet écart est important, plus votre modèle bougera facilement.

Attention : si l’écart n’est pas pris en compte, la machine va lier les deux surfaces lors de l’impression pour n’en former qu’une. Pour en savoir plus sur l’écart, reportez-vous à notre page matériaux 

Rappel : l’écart minimum ici (plastique rigide Sculpteo) est fixé à 0,5 mm.

Vous devez intersecter  alias un cylindre de diamètre 3.5mm au centre de votre nœud papillon puis créer un offset alias de la surface du tube d’une distance de 0.5 mm ( valeur minimale du matériau) afin de créer un espace nécessaire entre le cylindre et le nœud papillon.

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Lorsque vous modélisez pour l’impression 3D, il est important d’avoir une idée précise de la taille et la forme de votre objet final. Cela vous permet de penser à chaque détail commel’épaisseur minimale ou l’écart entre les éléments sur l’objet final. Il est aussi important pour les designers qui souhaitent utiliser la boutique en ligne Sculpteo de respecter les tailles minimales et maximales.

Afin de vérifier la solidité de votre modèle et ainsi éviter les faiblesses sur des points de pression, vous devez vérifier lors de la dernière opération de découpe que les trous que vous avez faits au milieu de votre modèle ne sont pas trop proches des lignes créées précédemment.

Pour être sûr de ne pas générer de point de faiblesse sur votre modèle ( épaisseur minimum du matériau non respectée), vous devez mesurer la distance entre les deux trous.

Utilisez l’outil Keypoint Curve  alias  et alignez-le avec la face la plus proche des trous. La mesure qui s’affiche dans la fenêtre d’information vous indique si la distance est bonne.

Cette méthode est rapide et facile, car elle peut être utilisée dès que vous voulez vérifier l’épaisseur d’un mur, la distance d’un écart ou toute autre mesure sur votre modèle.

Dans notre exemple, l’espace est bon, nous pouvons donc continuer.

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Afin de compléter la seconde partie de votre modèle, vous devez ajouter deux nouveaux éléments aux extrémités du pivot créé précédemment.

Ce composant est fait à partir de 3 blocs fermés qui s’intersectent et qui généreront un mesh valide et « étanche ». Néanmoins, dans cette configuration, il ne peut pas être imprimé sans de nombreuses opérations d’unifications booléennes dans un logiciel de réparation de mesh. L’algorithme de réparation automatique de Sculpteo peut réparer les erreurs techniques, mais ne prend pas en compte ce genre de réparation. Pour connaitre toutes les possibilités de nos outils de réparation, consultez notre page d’outils. Voici les outils qui vous permettent de supprimer ces erreurs.

L’outil de réparation automatique de Sculpteo peut parfois modifier votre modèle lors de la procédure de réparation et le rendre différent de ce que vous attendez. L’outil de Sculpteo n’est pas capable de prendre en charge les objets en double car celui-ci ne peut choisir quel objet supprimer. Vous devez alors régler chaque erreur individuellement pour créer un objet imprimable.

Des éléments fermés qui s’intersectent appartenant au même objet sont généralement appelés blocs et il est toujours préférable pour simplifier votre modèle de souder chaque composant au même bloc. Pour cela, vous vous devez utiliser l’outil Intersect  alias  et Trim  alias cut  sur les surfaces inutiles.

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La forme de votre objet est maintenant terminée et il ne reste plus qu’à embosser le logoSculpteo sur votre modèle. Pour cela, vous devez importer un fichier vectoriel du logo au format DWG ou DXF puis le mettre à l’échelle et le placer à l’endroit voulu sur la surface.

Ensuite, coupez la forme du logo avec l’outil Cut alias cut  dans la surface et créez un Offset  alias offset     tout en respectant la hauteur minimum pour un embossage ( texte ou lettre 3D) fixée à 0,8 mm pour le plastique rigide.

Notez que l’impression 3D de surfaces courbées peut entraîner des inexactitudes à cause de la résolution. Pour plus d’information, reportez-vous à notre page sur le plastique dans notre guide des matériaux.

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Alias est un logiciel idéal et complet pour la modélisation de surfaces, mais ne convient pas aux opérations de mapping et d’exportation en OBJ et MTL — pour l’impression 3D couleur — ce qui le rend peu efficace pour la création de modèles destinés à l’impression multicolore.

Le surface mapping est une technique qui vous permet d’appliquer des textures et des images à un mesh dans un duo de fichier (.OBJ + .MTL) accepté par notre plateforme en ligne. Sculpteo accepte cependant de nombreux formats dont le WRML. (voir les formats acceptés par Sculpteo).

Le mapping de surface peut être fait par d’autre logiciel CAO puissant comme Autodesk 3D, 3DS Max ou encore le logiciel gratuit Blender.

Nous pouvons maintenant passer à l’étape du meshing de votre modèle 

Le modèle créé n’est pas encore utilisable pour l’impression 3D, car il est dans un format incompréhensible pour l’imprimante 3D. Les NURBS ne sont pas pris en charge par l’imprimante 3D. Elle utilise un langage à base de faces, vertices, edges et polygones. Avant de transformer votre modèle 3D en mesh, il est recommandé de souder toutes les surfaces entres -elles avec l’outil Shell Stitch  alias  ,    situé dans l’onglet Surface Edit.

Cela va rendre le processus de création de votre mesh beaucoup plus rapide, car vous transformez une multitude de surfaces sans orientations en deux blocs cohérents possédant une orientation. Nous verrons cela lors de l’étape de l’orientation de votre mesh.

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Pour créer un mesh de votre nœud papillon composé de faces, de vertices et d’edges exportables en STL, cliquez sur l’onglet Mesh et accéder à la fonction Nurbs To Mesh  alias nurbs to mesh .

Appliquez-la à l’ensemble du modèle.

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La qualité de la surface de l’objet imprimé dépend de plusieurs facteurs :

  • La qualité du mesh du modèle 
  • Le nombre de polygones qui composent votre modèle 
  • La résolution d’impression de l’imprimante 3D. 

Lorsque vous travaillez avec des polygones et la qualité de votre objet, il est primordial de savoir que le nombre de polygones affecte directement la qualité du produit final. Sculpteo accepte des modèles jusqu’à   1 000 000 de polygones, mais au-dessus de 250 000 polygones, la différence est minime et cela ne fait qu’alourdir votre fichier et le rendre plus difficile à manipuler. Pour en savoir plus sur la résolution, visiter notre page Matériau.

Sur Alias, la densité de votre mesh peut être contrôlée grâce à la valeur Maxedge Length dans la fenêtre Nurbs To Mesh. Le réglage par défaut est 5.

Pour notre modèle, le Maxedge lenght a été abaissé à 0,5 pour obtenir un mesh dense.

Il est recommandé de tester les réglages pour en savoir plus sur la densité des meshs.