Cours : Imprimante 3D céramique | Fabrication numérique

Aperçu des sections

- Autour de l'impression 3D céramique
  
  Cette formation propose une introduction théorique à l’impression 3D céramique, destinée aux personnes souhaitant comprendre le fonctionnement général d’une imprimante céramique avant de l’utiliser. Elle s’adresse en priorité aux débutants et ne nécessite aucune connaissance préalable en fabrication numérique.
  
  Le contenu de la formation se concentre sur les principes fondamentaux de l’impression 3D céramique : le fonctionnement des machines, les types d’argiles et matériaux céramiques utilisés, la préparation des fichiers, les paramètres d’impression, ainsi que les règles de sécurité et les bonnes pratiques indispensables pour travailler avec ce type d’équipement.
  
  L’objectif de cette formation est de fournir une compréhension globale et structurée de la machine et de son environnement, afin de permettre aux apprenants de mieux appréhender son usage, ses possibilités et ses limites. En maîtrisant ces notions théoriques, vous serez mieux préparé à aborder ultérieurement une utilisation pratique de l’impression 3D céramique de manière autonome, efficace et sécurisée.
  
  Cette introduction constitue ainsi une base essentielle pour toute personne souhaitant s’initier à l’impression 3D céramique et comprendre les enjeux techniques et sécuritaires liés à cette technologie.
00 - Présentation du module
- Autour de l'impression 3D céramique : des contenus pédagogiques sur les informations utiles et les bonnes pratiques
  
  Dans ce module nous vous présenterons les éléments nécessaires à la compréhension du fonctionnement d’une imprimante 3D céramique. Vous pourrez identifier le processus de l’idée à l’objet.
  
  Ce module a pour objectif de vous familiariser avec l’impression 3D céramique, de la conception numérique à la réalisation de l’objet physique. Vous découvrirez les notions essentielles liées aux machines, aux matériaux, aux logiciels et aux bonnes pratiques de sécurité.
  
  Après cette introduction générale, intéressons-nous aux outils qui rendent cette fabrication possible : les machines à commande numérique et les imprimantes 3D.
  
  Machine CNC et imprimante 3D
  
  CNC signifie Computer Numerical Control. Cette technologie permet de déplacer une machine dans différentes directions suivant des instructions données par un fichier texte .
  
  Ce fichier contient des points dans l’espace défini par leurs coordonnées XYZ. Ces coordonnées décrivent les mouvements qui permettent de créer un modèle physique.
  
  L’imprimante 3D est une machine CNC comme une fraiseuse ou une machine laser, ces dernières utilisent la fabrication soustractive alors que l’imprimante 3D utilise la fabrication additive.
  
  D’après un modèle 3D numérique nous utiliserons des logiciels qui permettent d’extraire des points dans l’espace et d'écrire le fichier texte qui contient toutes les instructions nécessaires à l'imprimante pour créer le modèle physique.
  
  Une fois le fonctionnement des machines compris, il est essentiel de connaître la matière utilisée. Voyons donc ce qu’est la céramique et ses particularités.
  
  Céramique
  
  Mot d'origine grecque : keramos signifie « argile ». Le terme générique de céramique désigne l'ensemble des objets fabriqués en terre qui ont subi une transformation physico-chimique irréversible au cours d'une cuisson à température plus ou moins élevée.
  
  Quel usage et pour qui ?
  
  La fabrication additive en céramique ouvre de nouvelles perspectives pour les designers, les artisans et les artistes.
  
  Certains designers utilisent cette technologie pour prototyper ou produire des objets utilitaires, tels que des vases, des tasses ou des dispositifs de refroidissement low-tech, en tirant parti de la précision et de la flexibilité offertes par l’impression 3D.
  
  Elle est également adoptée par des artistes pour concevoir des sculptures complexes, qui sont ensuite soigneusement retouchées à la main afin d’ajouter des détails, des textures ou des finitions uniques, combinant ainsi la rigueur du numérique avec la sensibilité de l’artisanat traditionnel.
01 - Présentation générale
- Principe de fonctionnement
  
  Pour mieux comprendre comment ces matériaux prennent forme, examinons maintenant le principe de fonctionnement des imprimantes 3D céramiques.
  Une imprimante 3D fonctionne selon un principe de fabrication additive, où un objet est créé couche par couche à partir d'un matériau extrudé. Voici les principales étapes de son fonctionnement :
  
  Préparation du modèle 3D :
  Le processus commence par la création d'un modèle 3D de l'objet à imprimer. Ce modèle est généralement conçu sur un logiciel de modélisation 3D ou télécharger depuis une bibliothèque en ligne. Le modèle 3D est ensuite converti en un fichier de type .STL ou .OBJ, qui est un format compatible avec l'imprimante 3D.
  
  Découpe du modèle :
  Le fichier du modèle 3D est ensuite "tranché" (slicing) à l’aide d’un logiciel de découpe (par exemple, Cura ou PrusaSlicer). Ce logiciel divise l’objet en fines couches horizontales, et génère un fichier de commandes (g-code) qui guidera l’imprimante lors de l’impression.
  
  Préparation de la matière :
  Le matériau utilisé pour l'impression 3D, à savoir la céramique, se présente sous forme de pâte, dont la viscosité varie et nécessite une préparation ou non avant l'impression afin d'obtenir la consistance idéale. Une fois préparée, la terre est placée dans un cylindre, et un piston, actionné soit par de l'air comprimé, soit par une vis sans fin, permet l'extrusion de la matière pour l'alimenter la tête d’extrusion de l'imprimante
  
  Impression :
  Le piston pousse la matière jusqu'à la tête d'extrusion, équipée d'une buse. La terre extrudée à travers cette buse forme un colombin, dont la taille varie en fonction du diamètre de la buse utilisée.
  
  Post-traitement :
  Une fois l’impression terminée, l’objet est retiré du plateau. Parfois, il peut nécessiter des finitions comme le retrait de supports (structures temporaires utilisées pendant l'impression pour soutenir des parties en surplomb) ou un lissage de surface (polissage, ponçage, etc.).
  
  Séchage et Cuisson :
  Le céramique nécessite un temps de séchage pouvant varier de 3 à 5 jours en fonction de la taille du modèle imprimé et de la terre utilisée . Une fois la pièce sèche, une cuisson est nécessaire. La température de cuisson varie en fonction du type terre utilisé , 980°C pour la faïence , et jusqu'à 1300°C pour le grès et la porcelaine.
- Les différentes machines
  
  Les imprimantes 3D céramiques se déclinent en plusieurs modèles avec des différences en termes de taille, fonctionnalités et coût pour répondre aux divers besoins industriels, artistiques et de recherche. Voici les principaux facteurs qui expliquent cette diversité :
  
  1. Taille et volume d’impression
  
  Certaines imprimantes sont conçues pour de petites pièces de haute précision (bijoux, objets artistiques détaillés).
  
  D’autres machines permettent de créer de grandes structures, voire des pièces architecturales.
  
  2. Type d’extrusion
  
  Extrusion directe : Le piston pousse directement la terre au niveau de la buse , ce procédé est utilisé pour des pièces de grand volume . Généralement la terre peut être utilisée sans avoir besoin d'être travailler. Différents modèles d'imprimantes à extrusion directe
  
  Extrusion à vis, le piston pousse la terre jusqu'à une tête d’extrusion composé d’une vis sans fin permettant le dosage plus précis de la matière. Utilisées généralement pour des petites pièces , ces machines ont besoin d'une viscosité de la terre spécifique. La terre devra être travaillée avant utilisation. Différents modèles d'imprimantes avec extrusion à vis
  
  3. Coût
  
  Les petites imprimantes d’entrée de gamme commencent à quelques milliers d’euros.
  
  Les imprimantes industrielles et haute précision peuvent coûter des dizaines, voire des centaines de milliers d’euros.
  
  Choisir une imprimante 3D céramique dépend donc du type de production, du budget et des exigences techniques spécifiques (précision, post-traitement, compatibilité des matériaux, etc.).
  
  Connaître les différents types de machines ne suffit pas : il faut aussi savoir comment orienter ses choix selon son budget et les résultats souhaités.
- Quel choix pour quel résultat ?
  
  Extrusion direct Extrusion à vis
- Optimiser ses choix en fonction de son budget et du rendu souhaité en fabrication
  
  Choix de la terre, différence de prix et de rendu
  
  Une fois la machine choisie, il est nécessaire de se pencher sur les matériaux employés. Découvrons les différents types de terres et leurs caractéristiques.
  
  En fonction de la terre utilisée le rendu final sera différent, solidité ,aspect.
  Le coût de la terre varie grandement suivant le type d’argile utilisé (faïence, grès, porcelaine).
  
  Faience Grès Porcelaine
  
  Quelles informations machines demander avant de se rendre dans un lab ?
  
  · Taille d’impression de la machine
  
  · Terre compatible
  
  · Cuisson , volume du four , température
  
  · Possibilité d’émaillage sur place
- Quizz - Autoévaluation - Présentation générale H5P
02 - Les consommables

Quel(s) matériau(x) utiliser ou éviter ?

	Faïence	Grès	Porcelaine
Avantages	Facile à imprimer grâce à sa texture plastique. Température de cuisson basse (980-1100°C) → Moins d’usure des fours et moins de consommation énergétique. Bonne absorption des émaux, offrant une large gamme de finitions colorées.	Très résistant après cuisson (1200-1300°C), convient aux usages alimentaires et extérieurs. Aspect naturel et brut, souvent apprécié pour des finitions mates ou satinées. Moins absorbant que la faïence, donc plus adapté aux liquides même sans émaillage.	Finesse et translucidité, effet très recherché en design et en art. Très résistante une fois cuite (1200-1400°C), malgré sa fragilité à l’état cru. Surface lisse et non poreuse après vitrification, donc hygiénique et adaptée aux aliments.
Inconvénients	Porosité élevée, donc moins résistante aux liquides sans émaillage. Moins solide que le grès et la porcelaine.	Nécessite une cuisson à haute température. Texture parfois plus difficile à extruder en impression 3D (risque de fissuration).	Difficile à imprimer, car elle est très fluide et a tendance à s’affaisser. Forte rétraction au séchage et à la cuisson, nécessitant une bonne maîtrise du processus.
Idéale pour :	Objets décoratifs, pièces légères et colorées, sculptures, arts de la table émaillés.	Vaisselle robuste, pièces d’architecture, objets fonctionnels résistants.	Pièces artistiques détaillées, luminaires, vaisselle haut de gamme, objets design.

Consommable de base suivant le niveau

Débutant ? → La faïence est plus simple à utiliser et à cuire.

Projet fonctionnel et robuste ? → Le grès est le meilleur choix.

Effet esthétique haut de gamme ? → La porcelaine, si vous maîtrisez bien son comportement.

Astuce : Certaines imprimantes supportent des mélanges de terres (ex. : grès + porcelaine) pour associer résistance et esthétisme !

Prix

Le prix des terres céramiques varie en fonction de plusieurs critères : leur composition, leur qualité, leur provenance et leur traitement. Voici un comparatif des coûts moyens au kilo, en fonction du type de terre :

Type de Terre	Prix au kilo (€)	Facteurs influençant le prix
Faïence	1 à 3 €	Abondante, cuisson basse température, facile à produire.
Grès	2 à 5 €	Plus dense, cuisson haute température, différentes granulométries.
Porcelaine	5 à 15 €	Matière plus fine, plus rare, cuisson très haute température, difficile à travailler.

La chamotte

La chamotte est une argile cuite et broyée en grains de différentes tailles, qui est ensuite ajoutée à une pâte céramique pour modifier ses propriétés. Elle joue un rôle essentiel en céramique, notamment dans les techniques de modelage et de sculpture.

Rôles et avantages de la chamotte :

Réduction du retrait au séchage et à la cuisson
La présence de chamotte limite la déformation et les fissures en réduisant le retrait de l’argile lorsqu’elle sèche et cuit.
Augmentation de la résistance mécanique
Elle renforce la structure de la pièce, ce qui est particulièrement utile pour les grandes sculptures ou les pièces en céramique nécessitant une bonne tenue.
Amélioration de la texture et de la maniabilité
Une terre chamottée est plus rugueuse et moins collante, ce qui facilite son travail en modelage et en tournage.
Meilleure résistance aux chocs thermiques
La chamotte aide la pièce à mieux supporter les variations de température, ce qui est crucial pour des cuissons à haute température ou en raku.

Types de chamottes

Granulométrie fine (0-0,2 mm) : idéale pour les terres lisses et les pièces détaillées.
Granulométrie moyenne (0,2-0.5 mm) : utilisée pour des pièces plus épaisses et résistantes.
Granulométrie grossière (0.5-3 mm ou plus) : souvent préférée pour les grandes sculptures et les pièces nécessitant une forte solidité.

En résumé, la chamotte est un ingrédient essentiel pour améliorer la résistance et la stabilité des pièces en céramique, tout en influençant leur aspect et leur maniabilité.

Pour l’impression 3D une taille maximum de chamotte de 0.5 mm est recommandée , au-delà la chamotte pourrait endommager certaine partie de la machine .

Comparatif des réglages en fonction du matériau

Le réglage du débit de l’extrusion et de la vitesse de déplacement sont des paramètres essentiel pour assurer une bonne qualité d’impression.

Comparatif des réglages en fonction du matériau

Matériau	Débit	Vitesse	Précautions
Faïence	Modéré à élevé	Moyenne à rapide	Attention aux accumulations de matière
Grès	Modéré	Modérée	Laisser du temps pour éviter les fissures
Porcelaine	Faible à modéré	Lente	Ralentir l’impression pour éviter l’affaissement

Un bon réglage dépend également de la viscosité de la pâte, de la pression d’extrusion et des conditions de séchage. Expérimenter avec des échantillons avant une production en série est essentiel pour optimiser la qualité d’impression.

Cuisson en Céramique : Haute Température vs. Basse Température

Le choix entre basse température (980-1100°C) et haute température (1200-1400°C) impacte le coût, la résistance et l'esthétique des pièces céramiques.

Cuisson Basse Température (Faïence)

Coût : Moins cher

Économie d’énergie : cuisson moins longue et à température plus basse.
Fours moins coûteux et moins sollicités.
Nécessite un émaillage car la faïence reste poreuse.
Moins résistante que le grès ou la porcelaine.

Rendu :

Couleurs vives et brillantes car les émaux basse température sont très réactifs.
Texture plus tendre, souvent utilisée pour des pièces décoratives.

Idéal pour : objets artistiques, sculptures, poteries décoratives, vaisselle émaillée.

Cuisson Haute Température (Grès & Porcelaine)

Coût : Plus cher

Plus d’énergie consommée (chauffe plus longue et plus intense).
Usure plus rapide du four (températures élevées abîment les résistances et les briques).
Pièces plus solides et durables (vitrification naturelle du grès et de la porcelaine).
Peut être utilisé sans émaillage (grès non poreux).

Rendu :

Effet plus naturel et mat, idéal pour les textures brutes.
Émaux plus subtils et fusionnés avec la terre, avec des couleurs plus douces.
La porcelaine devient translucide si elle est fine.

Idéal pour : vaisselle haut de gamme, pièces fonctionnelles, objets d’architecture, luminaires en porcelaine.

Comparatif

Critère	Basse Température (980-1100°C)	Haute Température (1200-1400°C)
Coût énergie	Économique	Plus cher
Usure du four	Moindre	Plus importante
Résistance	Moyenne (poreuse sans émail)	Très solide (grès/porcelaine vitrifiés)
Aspect	Couleurs vives, brillantes	Teintes naturelles, effets de fusion
Usage	Décoratif, poterie, arts de la table émaillés	Vaisselle robuste, architecture, design

Courbes de cuisson

Courbe de cuisson

Quizz - Autoévaluation - Les consommables H5P

03 - Les logiciels
- Logiciels de conception : principe
  
  Après avoir abordé la matière et son comportement, passons à l’aspect numérique de la création : les logiciels qui permettent de concevoir et de préparer les modèles.
  
  Choisir un logiciel de modélisation pour l’impression 3D céramique est essentiel pour bien débuter dans cette approche innovante de la céramique. Non seulement il s'agit de la première étape du processus, influençant la forme des créations, mais l'impression 3D céramique gagne également en popularité dans le domaine de l'art et de l'artisanat de la terre.
  
  Fusion , Blender et Rhino3D. Ces plateformes de renom offrent des outils spécialisés et des fonctionnalités avancées adaptées aux exigences de l'impression 3D. Nous examinerons les capacités de chaque logiciel pour vous aider à faire un choix éclairé.
  
  Fusion 360 pour l’Impression 3D Céramique
  
  Présentation de Fusion 360
  Fusion 360 est un logiciel de modélisation 3D développé par Autodesk, largement utilisé dans l’industrie pour la conception de produits, la modélisation paramétrique, et l’ingénierie. Il se distingue par sa combinaison de modélisation solide, de surface et de maillage, ce qui le rend particulièrement adapté pour la création de modèles complexes destinés à l'impression 3D, y compris la céramique.
  
  Caractéristiques utiles pour l’impression 3D céramique
  Fusion 360 propose des outils de modélisation paramétrique et de conception assistée par ordinateur (CAO), permettant aux utilisateurs de créer des modèles avec une grande précision. Il permet également de générer des formes complexes tout en ayant un contrôle total sur les dimensions et les tolérances, ce qui est crucial pour l'impression 3D céramique lorsque la précision est requise. De plus, son espace de travail intégré facilite la gestion des différents types de géométries (solides, surfaces et maillages), ce qui peut être un avantage lors de la création de pièces fonctionnelles en céramique. Fusion 360 dispose également d’un environnement collaboratif qui permet de partager des projets avec d'autres utilisateurs, ce qui peut être utile dans un cadre professionnel.
  
  Avantages et Inconvénients
  L’un des plus grands avantages de Fusion 360 réside dans sa combinaison de fonctionnalités de CAO, de modélisation de maillage, et d’analyse de simulation, ce qui permet une approche plus technique et précise dans le développement de modèles pour l’impression 3D céramique. De plus, il est proposé sur un modèle d’abonnement, avec une version gratuite pour les étudiants et les start-ups, ce qui le rend accessible à un large public.
  
  Cependant, Fusion 360 peut être plus complexe pour les utilisateurs qui n’ont pas d’expérience en CAO ou en modélisation paramétrique, et son interface peut paraître un peu plus technique par rapport à des logiciels plus orientés artistique comme Blender. Il peut également y avoir une courbe d’apprentissage, surtout pour les débutants qui souhaitent créer des formes organiques.
  
  Rhinoceros pour l’Impression 3D Céramique
  
  Présentation de Rhinoceros
  Rhinoceros, ou Rhino3D, est un logiciel largement utilisé dans l'architecture, l'ingénierie, le design industriel et la joaillerie. Il est reconnu pour sa capacité à générer des surfaces complexes avec une grande précision. Dans le contexte de l'impression 3D céramique, Rhino est une plateforme robuste pour créer des modèles fins tout en offrant une grande liberté créative.
  
  Caractéristiques utiles pour l’impression 3D céramique
  Rhino propose un large éventail d'outils et de fonctionnalités utiles pour l'impression 3D. Par exemple, la commande ShowEdges permet de vérifier que le volume est bien clos et imprimable. Les outils de modélisation avancés et les récentes améliorations dans les outils de subdivision facilitent la création de formes organiques complexes.
  
  Avantages et Inconvénients
  Rhino3D permet de créer des géométries complexes et des surfaces de haute précision. Son extension Grasshopper offre un contrôle total sur le modèle, ce qui est un avantage majeur, mais l'apprentissage de cet outil peut être difficile. Toutefois, le coût de la licence (environ 1000 euros) peut être un inconvénient, et Rhino est plus orienté vers un usage industriel, ce qui le rend potentiellement moins accessible aux artistes 3D ou aux débutants.
  
  Blender pour l’Impression 3D Céramique
  
  Présentation de Blender
  Blender est l'un des logiciels de modélisation 3D les plus puissants et polyvalents sur le marché. Gratuit et open-source, il permet d'accéder à des outils de qualité professionnelle pour les artistes et les designers.
  
  Caractéristiques clés pour l’impression 3D céramique
  Blender se distingue par sa capacité à créer des formes organiques et géométriques complexes. La modélisation polygonale, qui permet de travailler avec des polygones, arêtes et points, facilite la sculpture de formes détaillées. Le logiciel offre également une grande flexibilité pour manipuler des éléments fins de vos modèles.
  
  Avantages et Inconvénients
  Blender présente plusieurs avantages : son caractère open-source le rend gratuit, et une communauté active offre un large éventail de tutoriels pour débutants et experts. Il permet une grande liberté créative, particulièrement dans la modélisation de formes organiques. Cependant, il peut être difficile d’obtenir des cotations précises, ce qui est rarement nécessaire dans le cadre de l’artisanat céramique.
  
  Conclusion
  
  Blender reste un excellent choix pour les formes organiques et la créativité libre.
  
  Rhino3D, avec ou sans Grasshopper, offre un contrôle précis sur des géométries complexes.
  
  Fusion 360 se distingue par sa précision paramétrique et son approche technique.
  
  Le choix de l'outil dépendra de vos besoins en termes de flexibilité, de complexité, et du type de création que vous souhaitez produire dans le cadre de l'impression 3D céramique.
- Logiciels de FAO : principe
  
  Une fois la modélisation terminée, il faut convertir le modèle 3D en instructions compréhensibles par la machine. C’est le rôle des logiciels de FAO, appelés slicers.
  
  Slicer Intro
  
  Le slicer, aussi appelé logiciel de tranchage, joue le rôle d’intermédiaire entre le modèle 3D et l’imprimante 3D.
  Le slicer permet de convertir le modèle 3D en une série de contour 2D.
  Ces contours sont ensuite convertis en coordonnées XYZ qui servent à écrire le Gcode.
  
  Le slicer permet de régler de nombreux paramètres de l’impression 3D comme la hauteur de couche , la densité de remplissage , le nombre parois extérieur et bien plus encore…
  
  Le Gcode est un langage de programmation utilisé pour contrôler une machine à commande numérique.
  
  Il contient toutes les instructions dont la machine a besoin pour se déplacer, chauffer l’extrudeur , chauffer le lit etc…
  
  PrusaSlicer
  
  Points forts :
  
  Slicer puissant avec des options avancées de personnalisation.
  
  Interface conviviale et mises à jour régulières.
  
  Utilisation en céramique :
  
  Permet de régler précisément le débit d’extrusion et les trajectoires d’impression, essentielles pour obtenir un dépôt homogène avec des matériaux plus denses.
  
  https://www.prusa3d.com/fr/page/prusaslicer_424/
  
  OrcaSlicer
  
  Points forts :
  
  Basé sur Bambu Studio et PrusaSlicer, OrcaSlicer est un slicer open-source qui offre une interface intuitive et des fonctionnalités avancées.
  
  Optimisé pour la gestion fine du débit et des trajectoires, ce qui est crucial pour l'impression 3D céramique.
  
  Utilisation en céramique :
  
  Excellente gestion des vitesses et de l’extrusion, permettant d’adapter l’impression aux propriétés spécifiques de la pâte céramique.
  
  https://github.com/OrcaSlicer/OrcaSlicer
  
  Logiciels et profils propriétaires
  
  Certains fabricants d’imprimantes 3D céramiques proposent des logiciels propriétaires ou des profils optimisés pour leurs machines et matériaux.
  
  Conseil : Consultez la documentation de votre machine ou les forums spécialisés pour trouver des profils adaptés à votre matériel.
  
  Conseils généraux pour l’adaptation d’un slicer à la céramique
  
  Réduction de la vitesse d’impression pour éviter les déformations.
  
  Ajustement du débit d’extrusion en fonction de la viscosité de la pâte.
  
  Hauteur de couche adaptée pour assurer une bonne adhésion et éviter les fissures.
  
  Essais progressifs pour trouver les paramètres optimaux.
- Bien préparer son fichier avant la fabrication
  
  L’impression 3D en céramique présente des défis spécifiques liés à la nature du matériau, notamment son comportement à l’extrusion, son séchage et sa cuisson. Pour obtenir un bon résultat, il est crucial de bien préparer son fichier avant de lancer l’impression. Voici les étapes clés :
  
  Modélisation 3D adaptée à la céramique
  
  1. Respecter les limites techniques
  
  Évitez les surplombs trop importants (>45°), sauf si une structure de support est possible.
  
  Privilégiez des formes qui se construisent naturellement en couches sans besoin de support.
  
  Évitez les détails trop fins qui pourraient ne pas bien s’imprimer avec la pâte céramique.
  
  2. Épaisseurs et structures
  
  Les parois doivent avoir une épaisseur minimale de 2 à 3 mm pour assurer une bonne solidité après séchage et cuisson.
  
  Évitez les formes trop massives pour limiter les risques de fissuration lors du séchage et de la cuisson.
  
  3. Éviter les angles vifs
  
  Les formes aux bords arrondis réduisent les tensions internes et diminuent les risques de fissures.
  
  Exporter le fichier
  
  1. Formats recommandés
  
  Exportez votre modèle en STL ou OBJ, formats les plus courants pour les slicers.
  
  2. Qualité du maillage
  
  Un maillage trop dense n’est pas nécessaire, mais évitez un maillage trop simplifié qui pourrait affecter la précision de l’impression.
- Quels logiciels dans mon lab ? Quelles demandes faire pour bien se préparer ?
  
  Demander avec quelle slicer la machine est compatible, si il y a un profil d’impression propriétaires , certains lab vous fournirons les profils d’impressions que vous pourrez importer dans la slicer .
- Fin de fabrication
  
  Une bonne préparation du fichier garantit une impression réussie. Voyons à présent les étapes finales de la fabrication et les bonnes pratiques à adopter après l’impression.
  
  - Nettoyage et rangement des outils utilisés , éteindre les ordinateurs et la machine , ne pas oublié sa clé USB !
  
  - Entreposer les pièces imprimées pour séchage :
  
  Le séchage doit se faire lentement , environ 2 à 5 jours en fonction de la taille de la pièce et dans un endroit frais et sec. Le séchage doit être homogène pour éviter les risques de fissures et de déformations des pièces.
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04 - Sécurité de l'utilisateur
- Les risques utilisateurs liés à l'utilisation de l'imprimante 3D céramique
  
  Risques mécaniques
  
  Avant toute utilisation en atelier, il est indispensable de connaître les consignes de sécurité et les risques liés à l’utilisation d’une imprimante 3D céramique.
  
  Les imprimantes 3D céramiques utilisent des moteurs, des vis sans fin et un extrudeur sous pression.
  
  Risque : Pincement des doigts, coincement dans des pièces mobiles.
  
  Précautions :
  Ne jamais mettre les mains dans la zone de déplacement des axes pendant le fonctionnement.
  Couper l’alimentation avant toute maintenance.
  
  Risques ergonomiques et posturaux
  
  L’impression 3D céramique implique du pétrissage, du nettoyage et du ponçage, ce qui peut entraîner des douleurs aux mains, épaules et dos.
  
  Précautions :
  Travailler à une hauteur confortable, avec une bonne posture.
  Faire des pauses régulières et s’étirer.
  
  Pression de l'extrudeur
  
  L’impression céramique fonctionne souvent avec un système d’extrusion sous pression (air comprimé ou vis d’Archimède).
  
  Risque : Une surpression peut provoquer des éclatements de la buse ou des projections de matériaux.
  
  Précautions :
  Régler correctement la pression (ne pas dépasser les limites recommandées par le fabricant).
  Ne jamais démonter l’extrudeur sous pression.
  Porter des lunettes de protection en cas de maintenance
- Les EPI nécessaires
  
  Protection des mains
  
  Gants en nitrile : Pour manipuler la barbotine, les émaux et les produits de nettoyage.
  Coût : 4 à 10 € la boîte de 100
  
  Protection des yeux
  
  Lunettes de protection : Pour éviter les éclaboussures si vous travailler avec de la barbotine
  Coût : 4 à 20 € selon les modèles
- Comment bien se préparer à l'utilisation sur place ? Quelles questions à poser au lab avant de se rendre sur place ?
  
  Respecter les règles du lieu
  
  Prendre connaissance des consignes de sécurité propres au lab.
  
  S’assurer que l’on dispose des EPI obligatoires :
  
  - Gants en nitrile ou en latex,
  - lunettes de protection,
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05 - Sécurité de la machine
- Les risques machines liés à l'utilisation de l'imprimante 3D céramique
  
  En plus des précautions liées à l’opérateur, certaines consignes concernent directement la machine elle-même. Examinons les risques techniques et les dispositifs de protection associés.
  
  Collision lors du réglage du Z0
  
  Lors de l’étalonnage du Z0 il y a un risque de collision avec le plateau , en fonction de la longueur de buse utilisée. Veillez à bien faire la prise d’origine en Z lors de chaque changement de buse.
  
  Mauvaise consistance de terre
  
  La consistance de la terre doit être conforme en fonction du type d’extrudeur utiliser, une consistance trop ferme pourrait endommager le piston, au moindre bruit anormale ou si la terre ne sort pas après plus d’une minute il faut arrêter la machine au risque d’endommager la mécanique du pistons.
- Les éléments de sécurité communs à toutes les machines : apparence et utilisation
  
  Arrêt d’urgence (Bouton rouge)
  
  Appuyer dessus en cas de problème (machine bloquée, danger imminent, feu, incident).
  
  Interrompt immédiatement l’alimentation électrique de la machine.
  
  Interrupteur principal (Marche/Arrêt - I/O)
  
  Active ou désactive complètement la machine.
  
  À vérifier avant chaque utilisation pour s’assurer que la machine est bien éteinte avant de la manipuler.
- Maintenance 1er niveau
  
  Nettoyage de la zone d’impression et des buses après chaque utilisation pour éviter l’accumulation d’argile séchée pouvant obstruer l’extrudeur.
  
  Vérification de la pression d’extrusion et des raccords d’air comprimé.
  
  Contrôle de l’état des axes de déplacement (X, Y, Z) : absence de jeu, graissage léger si nécessaire.
  
  Inspection visuelle des câbles, connecteurs et capteurs pour repérer toute usure ou mauvais contact.
  
  Nettoyage des zones de découpe et des outils si la machine est combinée avec une tête de découpe ou un outil de finition.
  
  Vérification du bon fonctionnement des dispositifs de sécurité : bouton d’arrêt d’urgence, interrupteur principal, détecteurs de fin de course.
  
  Fréquence recommandée :
  Avant chaque session d’impression, et un entretien complet toutes les 20 à 30 heures de fonctionnement.
- Coût de la non sécurité
  
  Négliger la sécurité ou la maintenance a un impact direct sur la machine, la qualité de production et la sécurité de l’utilisateur.
  
  Conséquences possibles :
  
  Arrêts de production imprévus dus à des pannes ou obstructions.
  
  Casse mécanique (buse, moteur, extrudeur, plateau) nécessitant des réparations coûteuses.
  
  Diminution de la précision d’impression et augmentation du taux de rebut.
  
  Risque d’accidents corporels (pincements, projections de matière).
  
  Pertes économiques liées au temps d’arrêt, aux réparations et à la perte de matière.
- Comment bien se préparer à l'utilisation sur place ?
  
  Avant de se rendre dans un fablab ou un atelier équipé d’une imprimante 3D céramique, une bonne préparation est essentielle pour garantir la sécurité, l’efficacité et le bon déroulement de la session d’impression.
  
  1. Vérifier les prérequis
  
  Connaître le modèle de machine disponible (volume d’impression, type d’extrusion, logiciel compatible).
  
  Préparer son fichier 3D au bon format (STL ou OBJ) et vérifier qu’il est adapté à l’impression céramique (épaisseur minimale, pas de surplombs excessifs, pas de maillage non fermé).
  
  Se renseigner sur le slicer utilisé dans le lab (PrusaSlicer, OrcaSlicer, logiciel propriétaire) pour adapter les paramètres d’impression.
  
  Vérifier la compatibilité du matériau : type de terre, viscosité, taille de chamotte, etc.
  
  2. Préparer le matériel et les consommables
  
  Apporter sa clé USB contenant le fichier prêt à être tranché.
  
  Emporter les outils personnels nécessaires : spatule, chiffon, gants, brosse de nettoyage.
  
  Vérifier la disponibilité des consommables (terre, buses, sacs de pression, chiffons).
  
  3. Organisation du poste de travail
  
  Nettoyer et dégager la surface de travail avant de commencer.
  
  Préparer un espace pour le séchage des pièces (plan stable, à l’abri du soleil et des courants d’air).
  
  Disposer d’un seau ou bac pour les déchets de terre selon le type d’argile.
  
  4. Après l’impression
  
  Nettoyer la machine et les outils.
  
  Éteindre les ordinateurs et la machine après usage.
  
  Ranger le poste et signaler tout dysfonctionnement au technicien.
  
  Entreposer les pièces imprimées dans la zone de séchage indiquée (2 à 5 jours selon la taille).
- Quizz - Autoévaluation - Sécurité de la machine H5P
Conclusion
- Conclusion
  
  En résumé, ce module vous aura permis d’explorer toutes les étapes de l'impression 3D céramique, du choix des matériaux jusqu’à la sécurité d’utilisation. Vous disposez désormais des bases nécessaires pour travailler en autonomie et approfondir vos pratiques dans un fablab ou un atelier.
Ressources complémentaires
- Espace collaboratif de document de maitrice machine
  
  Vous trouverez ici des fichiers de maitrice machine partagés par différents FabLabs afin d’enrichir et compléter la formation.
  
  Vous êtes un FabLab ? Partagez vos supports de maitrice machine et participez à la transmission des savoir-faire au sein du réseau.
- Formation_impression_3D_ceramique Fichier