Modéliser pour l'impression 3D 2/3

Lorsque l’on doit modéliser pour l’impression 3D, il est indispensable de confectionner un objet qui soit des plus simple lors de sa conception. Il y a plusieurs raisons à cela, à commencer par la clarté dans la structure de votre objet, ce qui améliorera sa lecture mais aussi votre capacité à le modifier à l’avenir. Par ailleurs, un objet bien optimisé comprendra un nombre restreint de facettes, ce qui diminuera fortement les risques de chevauchement des vertex, edges et faces, ainsi que la mauvaise orientation des normales.

Si Boileau avait été modeleur 3D il aurait pu affirmer par aphorisme que «ce qui se conçoit bien se modélise clairement et les facettes pour le faire s’imbriquent aisément».

Nul doute que la simplicité est la clef du succès pour obtenir un objet imprimable de qualité, aussi l’optimisation que requiert la modélisation pour l’impression 3D est proche de celle des jeux vidéo.

La bonne orientation des normales

Les «normales» sont un facteur déterminant qui va indiquer la bonne cohésion de votre objet à l’outil informatique. Techniquement, un logiciel de 3D est incapable de distinguer clairement ce qui est en dedans et en dehors lorsque le degré de complexité devient important. Cette capacité propre au sens commun est ainsi schématisé par un code couleur ou un code de contrastes, selon les logiciels. C’est ce code qui détermine l’orientation des facettes (à savoir si ces dernières sont en-dehors ou en-dedans). Lors d’un début de projet, quelle que soit la méthode, il faut bien veiller à ce que les normales soient dès le départ dans le bon sens. Par défaut, elles se retrouvent généralement dans une position adéquat, surtout si l’on prend pour départ une primitive. Mais les choses peuvent rapidement se détériorer si l’on ne prête pas régulièrement attention à leur orientation. Pour cela, il existe différent modificateurs (ou outils) qui permettent de contrôler l’orientation et la disposition des facettes.

Le cube de gauche observe des «normales» dans le même sens et vers l’extérieur. Le cube de droite observe une normale inversée, entourée en surbrillance et de teinte plus sombre.

Si les normales ne sont pas homogènes (et ce qui arrive souvent lorsque vous importez un STL) le slicer a de fortes chance de perdre le fil ! Il ne saura distinguer si un objet est creux ou plein et aura peine à maintenir un tracé convenable. En terme général, les normales bougent peu et sont la plupart du temps, bien orientées. Les inversions de normales surviennent le plus souvent par l’abus d’opérations booléennes sans contrôle de résultats. A donc utiliser avec parcimonie.

Gérer les épaisseurs

Lors de la conception d’un objet il y a certains facteurs qui se révèlent être d’une importance capitale en impression 3D et plus anodine dans l’infographie 3D pour imagerie. Ces éléments comprennent, comme nous l’avons vu plus tôt, une bonne gestion des normales, mais aussi une prise en considération de l’épaisseur de vos éléments. L’imprimante 3D a besoin d’un minima en terme d’épaisseur de paroi, aussi il est recommandé de ne pas descendre en dessous de votre diamètre de buse pour constituer une épaisseur minimum. Sans quoi, le slicer ne prendra tout simplement pas en compte votre modélisation.

En pratique, la pièce semble réalisable sans tenir compte de ses dimensions. Sous le logiciel de modélisation, on peut nettement distinguer les appendices extrudés. Celui de gauche fait 1,2mm et celui de droite 0,2 mm ( 200 microns). Une fois passé au «slicer», on observe un élément manquant, et pour cause la buse utilisée dans ce cas précis fait 0,4 mm, ce qui est 2 fois supérieur à l’épaisseur de la partie à imprimer. Le résultat est que cet élément, trop fin, n’est tout simplement pas pris en compte.

On notera ici que le tracé du «brim» laisse un indice sur le manquement présent.

Atténuer les porte-à-faux

Il y a certaines parties, qui, pendant leur confection même appellent à s’interroger si elles vont correctement être gérées par la machine. C’est souvent le cas avec de petits porte-à-faux qui, même si ils sont acceptés, peuvent provoquer un doute lorsque l’on change de matériau d’impression ou de réglages. Pour cela, il faut adapter subtilement sa modélisation pour donner toutes les chances à l’impression de se réaliser. Quelques simples astuces de géométrie, presque invisibles, permettent de faciliter les choses.

Exemple ici avec un tube dans lequel on veut assurer la confection. il suffit juste d’ovaliser sensiblement la «voûte» de la cavité afin de faciliter l’impression. L’effet est exagéré ici, mais ce procédé simple est applicable sur toutes les parties que vous désirez optimiser pour une impression sans support (sous réserve de ne pas altérer une éventuelle propriété mécanique propre à l’objet).