Les CNC dans le modélisme - Les expérimentations de Kaoslave

Bravo pour le travail ?
Ce que tu as fais avec le plateau à hexagone m'intéresse grandement.
J'aimerais faire une plaque transparente avec hexagone que je pose sur mon plateau de jeu Warcry.

Via mon FabLab je dois avoir accès à une CNC qui doit avoir la bonne surface.
L'idée serait de remplacer la fraise par un stylo indélébile pour lancer le traçage sur un nappe transparente. Qu'en penses-tu ?

L'idée serait de remplacer la fraise par un stylo indélébile pour lancer le traçage sur un nappe transparente. Qu'en penses-tu ?

Si tu pars sur un plateau rigide en acrylique transparent (disons 2-3mm d'épaisseur), je dirais plutôt que tu devrais la graver, ce sera tout aussi efficace et bien plus durable. Selon ce que tu as à disposition dans le FabLab, tu peux soit la graver avec une laser, soit avec une fraiseuse (ce sera plus long, mais potentiellement plus large et donc plus visible). La gravure n'a pas à être profonde (0,5mm c'est assez), elle sert juste à casser l'angle de réflexion.

Si par contre tu pars sur une nappe transparente, alors tu peux effectivement partir avec un stylo indélébile, ça sera moins durable, mais probablement bien moins cher. Selon les dimensions, ça peut se faire avec un plotter (découpeuse vinyle) plutôt qu'avec la fraiseuse, car il est probable que le plotter soit déjà équipé d'un porte-stylo (ce qui n'est pas forcément le cas de la fraiseuse).

J'ai répété le test de la figurine en FDM sur ma "nouvelle" Ender 3 v2. Bref, une imprimante "premier prix" FDM, pas du tout optimisée (uniquement un changement de buse pour une 0,2 mm). En bref, même conclusion que précédemment... ce ne sera pas pour de la figurine de concours, mais pour un jeu de masse... ça fait parfaitement l'affaire. Encore une fois, pas de réglage de fou... juste un peu de logique (couche de 0,08 mm, vitesse faible). Le PLA n'est même pas de première qualité (c'est le filament "offert" avec la machine... trop petit pour que j'en fasse une véritable impression).

J'ai repris des photos :


Donc de gauche à droite :
UM2+ (FDM : buse de 0,25 et couches de 0,06 sans support) - Mars Pro (mSLA : résolution 0,047 et couches de 0,05 avec support) - Ender 3v2 (FDM : buse de 0,2 et couches de 0,08 sans support).
Le modèle provient de Fat Dragon Game (Turdle Fighters) et il a été sous-couché en zénithale noir/blanc (histoire de ne rien cacher des défauts)

Nouveau CDA sur Smith d'en face avec des décors, du coups, machining à gogo et je fais des tutos. Je vous les mettrai ici aussi.

On commence avec une découpeuse vinyle. De la 2D pour simplement ajouter des marquages sur des surfaces plates ou des courbes pas trop compliqués (sur les courbes plus torturées c'est possible, mais la mise en place est galère). Dans mon cas, je vais ajouter le texte "Area Zeta 1" et le symbole de la corpo exploitant le site. Je vais découper du vinyle autocollant (environ 0,1mm d'épaisseur) et de la carte plastique (ABS de 0,25mm, j'aurai préféré du PS, mais je n'en avais pas sous la main). A noter qu'on peu très bien graver avec la même technique une plaque plus épaisse, très pratique pour faire des "panel lines" pour des blindés.


Pour cela je vais donc utiliser le logiciel libre Inkscape et une Silhouette Portrait. Grâce à un plugin d'Inkscape (Inkscape Silhouette), je pourrai piloter la découpeuse sans quitter Inkscape.

Révéler

Spoiler
La Silhouette Portrait est une machine d'entrée de gamme de petit format (et donc facile à ranger). Il y a évidemment d'autres marques qui font le même type de machine (brother cricut, etc.) et bien évidemment tout un marché professionnel de plotter de découpe. Si vous envisager de faire de la découpe de carte plastique, passez directement à une machine supérieure, et si vous comptez découper du bois (et pas du plastique), investissez dans une découpeuse laser (celles avec laser diode ne sont pas trop chères, coupent du MDF 3mm et péniblement du 6mm, mais attention aux dangers liés au laser). Le tuto ci-dessous est évidemment transposable aux autres machines.

Quoiqu'il en soit, toutes les machines sont généralement livrées avec une suite logiciel permettant de faire du dessin vectoriel basique. J'utilise ici Inkscape car c'est un logiciel libre (donc gratuit) équivalent à Adobe Illustrator, bref un véritable couteau suisse du dessin vectoriel pour lequel il existe des centaines de tutoriels sur le web, comme celui-ci :

Etapes :

1. Je commence par prendre des mesures de la zone sur laquelle je vais ajouter mon texte. S'il est à tout moment possible de redimensionner sans perte avec le vectoriel, c'est quand même plus pratique de designer directement avec les bonnes proportions. Inkscape peut utiliser plusieurs unités, ici je le règle en mm (dans les propriétés du document, dans le menu Fichier). Avec l'outil Rectangle (ou un autre selon votre zone), je trace la zone à ma disposition.
   
2. Je vais sur Dafont (ou une autre plateforme), me trouver une police d'écriture sympa. Pour moi ce sera Bigmacca, que j'installe donc (pensez à redémarrer Inkscape si vous l'aviez déjà lancé).
   
3. A l'aide de l'outil Texte, je tape mon texte. Je le redimensionne (avec l'outil de sélection) pour qu'il soit "au mieux" dans ma zone. (Voir la partie gauche de l'illustration)
   
   
4. Comme l'écriture ne me convient pas complètement (je veux des Majuscules plus grandes en début de mots), on va passer aux retouches. Je sélectionne le tout (par un rectangle de sélection) puis je converti les objets en chemin (dans le menu Chemin). Je dégroupe le résultat (dans le menu Objet). J'ai désormais des lettres qui sont des "chemins" (path) vectorisés que je peux retoucher individuellement. (Partie droite de l'illustration)
   
5. Avant de passer au reste, je vérifie quelques dimensions avec l'outil Règle. Certains tracés sont très près (<0,3mm)... je pourrai retoucher, mais bon, je tente comme ça.
   
6. Je crée mes logos avec les outils adéquats (en vrai pour moi ce sera un import DXF car je les avais déjà créé en 3D).
   
7. Je m'assure que tous les objets soient convertis en chemin (avec la commande adéquate dans le menu Chemin).
   
8. J'allume la Silhouette que je branche à l'ordi. J'insère la lame dans le portoir après l'avoir correctement réglée. Je charge mon matériau sur le tapis de découpe et j'insère le tout dans la machine. Je lance la découpe avec le plugin d'Inscape. Le vinyle se découpe en 1 seul passage, par contre pour l'ABS 0,25mm, il m'en faudra 3 (la Portrait v1 est assez faiblarde, mais les modèles plus récents coupent du plus épais).
   
   
9. J'échenille (j'enlève les éléments superflu) avec une épingle ou la pointe du cutter. J'ai perdu le "-" dans l'opération... tant pis. En haut c'est le vinyle, en bas c'est l'ABS.
   
   
10. Je prend du scotch de transfert (scotch de masquage en vrai) et je transfert sur le modèle.
    
    
    
11. Je presse bien et retire le scotch de transfert... et voilà ! Le tout m'aura pris environ 10 minutes (enfin hors temps de recherche sur DaFont, parce que là on peut y passer des heures)... bien moins que de taper ce texte.
    
    

Pour l'ABS, c'est plus compliqué, car il n'est pas autocollant... résultat faut le coller à la superglue (ou à la colle plastique si c'est sur un autre plastique compatible). Bref, petite pince et tout (on peut évidemment se faire un chablon en papier autocollant ou en vinyl pour le placement des éléments en ABS) vu que c'est le même design.

J'ai ajouté quelques rivets (fait avec du filament extrudé lors du nettoyage de buse d'impression) puis j'ai commencé la peinture (sous-couche puis couche de base et premier vieillissement). Voilà où j'en suis :



Pour ceux qui veulent suivre directement le CDA, c'est par ici : Area Zeta-One

Bon je mets quelques photo ici aussi, mais la majorité sont sur le warfo (vu que le CDA s'y déroule). Y'a des tutos aussi. Le lien est juste au-dessus.








Voilà, la suite dans 2 mois.

le niveau de détail est très impressionnant! Tu pourrais mettre le lien vers tes tutos stp? :o

Sacré boulout, ça en fait du décor et bien peint en plus !

Merci

Tu pourrais mettre le lien vers tes tutos stp?

Je ne pensais pas que des gens regardaient par ici... mais si c'est le cas, je mets le tuto manquant (l'autre, celui sur l'utilisation de la découpeuse, est déjà au-dessus). Je n'ai pas fait de tuto de peinture, parce qu'il y en a déjà 1000 par d'autres, mais si vous avez des questions, je veux bien me lancer d'un mini tuto ici.

J'imprime donc une grue pour ce set de décors... mais le designeur des STL n'a pas jugé bon de créer des pièces adaptatrice entre le bras de la grue et la pièce central. Du coup, le collage est délicat et manque de solidité. Qu'à cela ne tienne, je modélise ce qu'il manque.


Je commence donc par prendre les mesures au pied à coulisse puis je passe ensuite sur le logiciel de modélisation. Comme j'ai des mesures très précises et que je vais faire une pièce bien "carrée", je choisi un logiciel de CAO paramétrique pour ingénieurs, comme (gratuitement) Fusion 360, FreeCAD ou dans mon cas OnShape (https://www.onshape.com/fr/). De plus, l'avantage de ce type de logiciel c'est qu'on peut reprendre n'importe quelle opération précédente et la suite sera automatiquement ajustée en conséquence.

Ma pièce étant globalement symétrique, je vais réaliser la moitié puis par miroir compléter la pièce avant de faire les finitions "uniques".

Je commence par dessiner le croquis médian (en ajustant les dimensions pour assurer les insertions), puis je passe à l'extrusion de la partie accueillant le bras. Ensuite j'extrude (de l'autre côté) la partie médiane (celle que j'ajoute) et je termine par extruder (à travers la partie médiane) la partie qui s'insérera dans la base (et me permettra de faire un vrai collage).


Ma pièce adaptatrice est prête, mais elle est moche. On va maintenant égailler tout cela. Je commence par ajouter des barres latérales sur une des faces (je dessine un nouveau croquis puis j'extrude). Pour casser le côté trop "carré", je réalise un chanfrein, en plus cela facilitera l'impression. Je dessine ensuite les rivets (en réalité 1 seul puis à l'aide des outils de multiplication, je place précisément les 5 autres), comme ceux-ci ne font qu'un seul millimètre de diamètre et que j'imprimerai en FDM, c'est inutile de détailler plus. Je passe ensuite sur la face supérieure sur laquelle je vais dessiner (la moitié) d'un système d'aération. Encore une fois on enchaine croquis puis extrusion. Je réalise un nouveau chanfrein pour rendre le truc plus esthétique. J'aurai pu utiliser l'option draft, mais celle-ci se serait aussi appliquée aux ouvertures ce que je ne voulais pas. J'aurai pu réaliser le travail en 2 extrusions (la seconde en soustraction). Bref, plusieurs moyen d'arriver au même résultat.


On va pouvoir maintenant appliquer l'effet de symétrie pour obtenir une pièce complète. Puis on va personnaliser chacune des deux faces latérales. J'importe le logo et le lettrage "Z1" issus de mes fichiers vectoriels précédents (du tuto précédent donc). Sur une face je pose le logo (non représenté) et sur l'autre les lettres. On termine avec les dernières extrusions et ma pièce est prête.


J'exporte le fichier puis je prépare l'impression avec Cura. Comme toujours j'imprime en haute résolution (buse de 0,2mm et hauteur de 0,08mm), donc après 4h (m'enfin la nuit) la pièce est prête :


Plus qu'à assembler :


J'ai fait d'autres pièces sur mesure selon la même technique, mais je n'ai pas fais de tuto (pour ceux qui veulent suivre sur le warfo c'est à partir de là)

Je ferai un autre tuto de design 3D mais avec un logiciel surfacique cette fois plus tard dans la session.

Si vous avez des questions, n'hésitez pas.

Tuto suivant (toujours lié au CDA, pour le défi Logistique), je vais créé un système de communication "largué" façon drop-pod. J'aurai pu le réaliser sous différents logiciels, mais comme j'ai dit "gratuit et accessibles à tous", et bien on va le commencer sous TinkerCAD. Enfin la première étape c'est un croquis sur papier. Comme je ne sais pas encore si je vais l'imprimer en FDM ou en SLA... j'ai veillé à toujours avoirs des éléments d'au moins 1mm d'épaisseur.



Sous TinkerCAD, je commence par poser une pyramide à base carrée de 50x50x70mm, dont je recouvre la pointe avec un cube de suppression (perçage) pour amputer celle-ci (tout ce qui est supérieur à 25mm). Je fusionne les 2 éléments et je retourne le résultat (en utilisant la symétrie verticale, c’est plus sûr qu’une rotation). Je duplique ensuite 2 fois cette pyramide tronquée. La première va être dégroupée et modifiée et la seconde va être redimensionnée à 20x20x3mm (elle n’est pas juste sur l'illustration) puis retournée. Je modifie l’alignement de celle dégroupée pour la tronquer plus. Je fusionne à nouveau et la transforme en suppression (perçage), ce qui va me permettre de faire un trou dans l’originale. J’utilise l’outil d’alignement pour m’assurer que les 2 soient parfaitement centrées, puis je détermine la position haute pour créer la cavité (et je fusionne évidemment les 2).

Dans la petite, je vais créer un cube de perçage de 3x3x10mm que je centre mais laisse déborder sur le dessous (car il faudra aussi percer la grande pour placer par la suite la partie en acrylique transparent). Je sélectionne les 2 éléments et les déplace en hauteur pour les positionner correctement. J’utilise l’outil d’alignement pour réaliser l’alignement en XY et, une fois le tout correctement placé, je fusionne.

On passe maintenant aux projecteurs holographique, j’aligne quelques petits cylindres (attention à utiliser un nombre de faces élevées pour ne pas avoir un rendu final moche) et je joue sur les paramètres (bevel et segments) pour avoir une forme moins «carrée». J’ajoute une sphère au sommet pour la «lentille» et je fusionne le tout. J’incline ensuite mon élément et je le positionne là où je veux. Je le duplique 3 fois et effectue les rotations nécessaires. Pour le positionnement, j’utilise l’outil d’alignement puis en réglant correctement l’échelle, les flèches du clavier pour avoir quelque chose de régulier.

Je passe aux réacteurs, 2 cônes et un «toit». Bon je vous refait pas le descriptif de toutes les étapes, vous avez compris maintenant.



Pour le tableau de commande, je pose un toit inversé, des diamants pour les boutons et 2 boites (l’une en perçage) pour l’écran. Je le fusionne ensuite avec le reste de la structure. Finalement je ne ferai pas 2 tableaux, un seul me semble suffisant.

Je passe ensuite aux rails du couvercle, de simples «toits» inversés qui sont soustraits à la structure.

Le couvercle est un simple cube déformé auquel j’enlève une sphère au centre et sur lequel j’ajoute le diaphragme, réalisé à base de cylindres tronqués. Pour l’alignement des différentes lames, je crée un cylindre central comme référence et j’active la vue orthogonale (pour éviter les déformations de la vue en perspective). L’alignement n’est pas parfait, mais ça le fera très bien.

L’antenne est réalisée avec 2 «toits arrondis» superposés (dont l’un est en perçage). J’y ajoute un cylindre et une sphère, le tout correctement aligné. Une fois fusionnée, je l’incline au-dessus du couvercle après l’avoir correctement aligné (j’ai toujours mon cylindre comme référence). J’ajoute ensuite les barres de soutient (à base de «poignées»… faut chercher dans la librairie, mais on trouve de tout) et voilà !



Je place le couvercle sur ma structure principale, et je passe aux pieds… deux simples parallélépipèdes rectangles correctement alignés. Et c’est fini. On pourrait évidemment faire encore beaucoup plus mais bon, j’y ai déjà passé du temps (surtout qu’il faut rédiger le tuto).



On exporte en STL ou OBJ et on est prêt à «vieillir» cette structure en lui ajoutant quelques bosses.

Passons donc à la sculpture. Il y a deux logiciels gratuits en-ligne plus ou moins équivalent (chacun est meilleur dans un domaine et moins bon dans un autre) : SculptGL et SculptFab. Mais avant de les utiliser, il faut refaire le maillage de notre fichier issus de TinkerCAD. En effet, les fichiers STL sont définis à l’aide de triangles, mais la taille de chacun varie en fonction de la géométrie de l’objet. Or les logiciels de sculpture vont déplacer ces triangles, et le résultat dépendra évidemment de la taille des triangles. Les triangles de notre fichiers sont très variables… de grands au niveau des grandes surface plates et de petits au niveau des courbes (logique quoi). SculptGL dispose d’un outil de remaillage pour rééquilibrer ces triangles, malheureusement l’algorithme n’est pas parfait et il y a de petites déformations comme on peut le voir sur mes projecteurs holographiques. En impression FDM, cela n’a aucune importance car la définition de l’impression n’est pas assez bonne, mais en SLA cela diminuerait la qualité. SculptFab ne dispose pas de l’option de remaillage, car il est directement intégré à l’utilisation des outils (il remaille localement en fonction des déformations appliquées, malheureusement avec une telle définition, il est complètement dépassé).



Je vais donc remailler sous MeshLab (celui-ci faut l’installer, mais il reste gratuit), en appliquant une subdivision uniquement aux zones que je vais déformer (cela évitera de faire exploser les Mo du fichier). Malheureusement, avant de pouvoir appliquer une subdivision, je dois réparer le fichier d’origine qui contient des erreurs (et oui, la plupart des logiciels CAD crée des erreurs non-manifold en générant des fichiers STL, cela a généralement peu d’impact sur l’impression, mais parfois oui). Heureusement, MeshLab dispose de plein d’outils pour le faire (pour l’anecdote, toutes les erreurs étaient situées sur les barres sous l’antenne, dans les pièces «préfabriquées» que j’ai récupéré de la bibliothèque de TinkerCAD).

Maintenant que c’est réparé, je sélectionne les faces à subdiviser et j’applique le filtre… pour avoir assez de faces aux bons endroits.

Je repasse maintenant sur SculptGL. Pour une visualisation au plus juste de l'impression, il faut bien cocher l’option «Flat Shading». Et tant qu'on y est dans les recommandation, il faut s’assurer qu’il n’y a pas d’application de l’outil en symétrie mais que l’option «Surface fine» soit bien activée (sinon on va impacter les faces de l’autre côté et ça ne va pas aller du tout). La visualisation en Wireframe n’est pas nécessaire, donc je ne la mets pas. Pour les illustrations j’ai utilisé la visualisation «normal shader», mais je préfère habituellement sculpter avec «clay».

Je commence par appliquer des déformation à l’aide de l’outil brosse (en négatif) sur le couvercle. Après chaque manipulation, je regarde mon objet sous tous les angles pour m’assurer de l’effet et en cas de problèmes, j’annule immédiatement (Ctrl+Z). N’hésitez pas à utiliser l’outil «Transformer» pour repositionner l’objet afin de pouvoir tourner facilement autour des zones travaillées, mais méfiez-vous des rotations, car il deviendra compliquer de le positionner ultérieurement correctement pour l'impression (Cura possède une fonction de mise à plat, mais elle ne donne pas toujours le résultat espéré).

J’ajoute ensuite des bosses sur le reste de la caisse. J’utilise les autres outils pour améliorer leur aspect (principalement le Lissage). Je sauvegarde en réalisant un export (oui parce que ce type d’applications sous navigateur à tendance à crasher facilement).



Je vais ensuite passer à la suppression du blindage sur un angle. Il faut pour cela pousser (avec l’outil Bouger et en cochant l’application selon la normale) les surfaces. Puis créer un bord assez net avec l’outil Plier et lisser les zones pour que cela ne ressemble pas à une bosse mais bien à une perte de blindage.

Je vais m’arrêter là (parce que ça reste un pion objectif et pas «Eul’préssieu» © ). Reste plus qu’à sauver et imprimer (et peut-être passer par Meshlab pour réparer les erreurs générées par SculptGL).



On va maintenant préparer l’impression. J’ai commencé par réalisé une impression test, sans aucune optimisation qualitative (j’ai imprimé en SLA, à plat pour minimiser le temps, avec un holow pour économiser de la résine, des supports automatiques, et juste 2-3 supports manuels pour l’antenne), juste pour tester l’échelle, la cavité pour la future holo-projection et la sortie des petits éléments (comme l’antenne). Comme on pouvait s’en douté (vu l’impression à plat et l’hollowing) il n’est pas top top, mais ça fait parfaitement ce que ça doit faire (un test quoi).



Histoire d’être un peu pédagogique, on va expliquer les difficultés :

- cette pièce est difficile à imprimer en FDM car : elle a un gros port-à-faux (le couvercle) et de petits détails (l’antenne, les touches, les pieds). Bref, elle va nécessiter beaucoup de supports et la qualité des détails ne sera pas top (même avec une buse de 0,2mm).

- cette pièce est difficile à imprimer en SLA car : elle est grande (la plupart des imprimantes ont un volume limité), possède de nombreuses surface plates (entre les forces de succion et la souplesse de la résine incomplètement polymérisée on a vite des déformations) et un très gros volume central (sans considérer la quantité de résine consommée, c’est surtout les forces de succion qui posent problème).

Idéalement, il vaudrait mieux imprimer la pièce en 2 parties… d’un côté la base et de l’autre le couvercle, sauf que notre STL est en une seule partie. Voilà donc la suite du tuto : fractionner un STL pour une impression multi-part, et tant qu’on y est, on va évider la base et créer des trous d’évacuation pour la résine (le slicer sait le faire, mais le résultat n’est pas toujours celui souhaité).

Plusieurs logiciels me permettent de retravailler mon maillage, mais vu que le fichier n’est pas trop gros et qu’on a déjà vu ensemble TinkerCAD, je vais y retourner. Je commence donc par importer le STL.

Pour séparer l’élément en 2 parties sous TinkerCAD, il faut le dupliquer et appliquer une fusion avec un (deux) cube(s) en perçage correctement aligné (idéalement utilisez les flèches du clavier et le bouton dupliquer pour pouvoir facilement positionner sans décalage). Comme on peut le voir c’est très facile, mais TinkerCAD n’autorise pas l’import de fichier de plus de 25Mo ou ayant trop de triangles, bref, ça ne fonctionnera pas avec tout.

On passe maintenant à l’évidement de la base. Je vais donc recréer ma pyramide inversée, puis la redimensionner proportionnellement (bouton Maj) pour qu’elle s’insère dans ma base et laisse assez de marge (au moins 2 mm). Ensuite je crée un perçage pour la colonne que je centre avec les outils d’alignement. Un fois fusionné, je la transforme en perçage et l’aligne manuellement (avec les flèches du clavier) sous la base… et je fusionne à nouveau. Recommandation, comme indiqué auparavant, pensez à activer la vue orthogonale pour vous faciliter les opérations d’alignement.



Pendant que j’y suis, j’en profite pour ajouter des évacuations pour la résine, ils ne seront pas moches et ça facilitera le curage final… c’est totalement dispensable vu qu’on est déjà sur un truc très «ouvert». J’ajoute donc des cylindres en perçage et voilà ! Truc du jour, pour les aligner correctement, j’utilise des cubes tournés à 45° et aligné manuellement (faut changer l’échelle) sur les arrêtes de ma base). Puis une fois dupliqué, je les déplaces avec les flèches du clavier que sur un seul axe. Au passage, j’ai également créé un trou d’évacuation dans ma colonne de fixation pour l’holo-projection… faut dire qu’une cavité de section de 3x3mm ça accumule facilement la résine.



Il me reste un défaut à corriger, j’ai vu lors de l’impression que les porte-antennes que j’ai récupéré dans la librairie TinkerCAD sont en fait creux… et ils sont donc trop fin pour une bonne impression. Je vais donc ajouter des cylindres pour combler le trou (pas d’image ici car ce n’est pas très visuel). Puis tant qu’à faire, je vais solidifier les pieds, car ils sont tellement fins que lors du curage, il vont avoir tendance à vriller. Je crée donc une structure en T par l’ajout d’un cube redimensionné.

On exporte et on passe à l’impression SLA. Je ne vais pas détailler cela (car soit vous avez déjà une SLA et vous savez ce que vous devez faire, soit vous n’en avez pas et vous vous en fichez).

J'ai finalisé le montage des 2 parties (et les corrections nécessaires, car ma résine n'est plus de première fraîcheur). Il est paré pour la sous-couche.



Et après peinture (et avec une fig pour l'échelle) :



Et une photo de moins bonne qualité, mais avec l'holo-projection réalisée en découpe laser dans de l'acrylique :

C'est très cool !