Gabarits, dispositifs de fixation et accessoires imprimés en 3D pour votre atelier

Votre imprimante 3D n’est pas qu’un gadget qui fabrique des supports de téléphone et des figurines Pokémon. C’est une fabrique d’outils. Une machine qui construit des pièces sur mesure pour vos autres machines, résout les problèmes propres à votre atelier et produit à la chaîne des accessoires qui vous coûteraient autrement $40 dans un magasin spécialisé, ou qui n’existent tout simplement nulle part.

Dès que vous commencerez à voir votre imprimante de cette façon, vous vous demanderez comment vous avez pu travailler sans elle. Cette jauge de mise au point laser que vous examinez depuis cinq minutes ? Imprimez-en une. Cette bride CNC toujours légèrement trop haute pour votre matériau ? Concevez-en une à la hauteur exacte qu’il vous faut. Ce fouillis de clés hexagonales dans votre tiroir ? Oui, il existe aussi un support imprimé pour cela.

Cet article présente des accessoires pratiques à imprimer dès ce soir pour les machines CNC, les graveurs laser, les imprimantes 3D et votre atelier en général. Chacun résout un problème concret. Si vous débutez dans l’impression 3D, notre guide pour débutants explique la mise en place de la machine et les premières impressions. Si vous avez besoin d’aide pour choisir le filament adapté aux pièces fonctionnelles, notre guide comparatif des filaments détaille les propriétés des matériaux.

Votre imprimante 3D est une fabrique d’outils

La plupart des installations de makers regroupent plusieurs machines. Une fraiseuse CNC. Un graveur laser. Peut-être une machine de découpe. Et quelque part dans un coin, une imprimante 3D qui les aide toutes à mieux fonctionner.

La magie de l’impression 3D pour les accessoires d’atelier réside dans la personnalisation. Les gabarits du commerce sont conçus pour l’utilisateur moyen équipé d’une machine moyenne. Votre installation n’est pas moyenne. Votre martyr présente un espacement précis entre ses rainures en T. Votre laser a une hauteur de plateau spécifique. Votre pied à coulisse a une largeur spécifique. Les pièces imprimées en 3D peuvent correspondre à vos dimensions exactes et, si elles cassent, vous pouvez en réimprimer une en une heure.

Le coût est presque nul. La plupart des gabarits et dispositifs de fixation utilisent moins de 50g de filament. Cela représente environ un dollar de PLA ou de PETG. Comparez cela à l’achat de brides en aluminium usiné ou de rangements moulés par injection : le rapport économique est presque ridiculement déséquilibré.

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Accessoires pour CNC

Si vous possédez une fraiseuse CNC, vous connaissez déjà les difficultés liées au maintien des pièces, à la gestion des copeaux et au suivi des fraises. Voici ce que votre imprimante 3D peut faire pour y remédier.

Brides de maintien et brides à came

Les brides fournies avec la plupart des machines CNC de loisir sont correctes. Pas géniales. Correctes. Il vous en faut toujours davantage et elles sont rarement à la bonne hauteur pour le matériau que vous usinez.

Imprimez un jeu de brides de maintien étagées de 3, 5 et 10mm de hauteur. Concevez-les pour l’espacement propre à vos rainures en T ou à vos inserts filetés. L’avantage des brides imprimées est que vous pouvez en fabriquer vingt en un après-midi et, si vous en cassez une en serrant trop fort (cela nous est tous arrivé), il vous suffit d’en imprimer une autre.

Les brides à came sont encore plus pratiques pour les changements rapides. Une bride à came utilise un lobe excentré qui se resserre contre votre pièce à usiner d’un quart de tour. Imprimez la came et la base, ajoutez un boulon et un écrou papillon, et vous obtenez un serrage à une main.

Adaptateurs pour sabot d’aspiration

La plupart des sabots d’aspiration du commerce ne s’adaptent pas parfaitement à chaque combinaison de broche et de défonceuse. Une bague d’adaptation imprimée en 3D comble cet écart en faisant correspondre le diamètre exact de votre broche à l’alésage intérieur de votre sabot d’aspiration. Imprimez-la en PETG pour une bonne durabilité. Cela prend environ deux heures et vous évite la solution à base de ruban adhésif et de colliers de serrage que vous utilisez probablement en ce moment.

Gabarits de nivellement du martyr

Un martyr plan est essentiel pour obtenir une profondeur de coupe régulière, surtout dans les matériaux fins. Imprimez un gabarit qui se serre autour du carter de votre broche et maintient un comparateur à cadran avec un décalage fixe. Cartographiez la surface, repérez les points hauts et surfacez-la en conséquence. La pièce imprimée coûte quelques centimes et vous évite de gâcher des pièces à usiner.

Rangements pour fraises et cales de palpage

Les fraises CNC sont petites, tranchantes et coûteuses. Elles roulent aussi hors des tables. Un rangement imprimé avec des emplacements étiquetés pour chaque diamètre les maintient debout et vous permet de les retrouver.

Les cales de palpage sont une autre solution facile. Imprimez un bloc d’une hauteur précise et connue (par exemple, 15mm) pour régler systématiquement le zéro Z. Ajoutez un renfoncement sur le dessus pour un morceau de ruban conducteur si votre CNC prend en charge le palpage électronique.

Si vous commencez avec une CNC, notre guide du fraisage CNC pour débutants présente les principes fondamentaux du maintien de la pièce, des parcours d’outil et des avances et vitesses.

Accessoires pour graveur laser

Les graveurs laser ont leurs propres frustrations, principalement liées au positionnement du matériau, à la distance de mise au point et à la gestion des fumées. Voici quoi imprimer.

Picots pour nid d’abeille et entretoises pour matériaux

Les matériaux petits ou fins aiment tomber dans les interstices du plateau en nid d’abeille ou bouger pendant la découpe. Des picots imprimés pour nid d’abeille, dont la base conique se fixe par friction dans les alvéoles hexagonales, créent des points d’appui surélevés. Imprimez-en un lot de 30 à 50 et vous aurez toujours de quoi soutenir n’importe quelle forme.

Pour les matériaux qui ne doivent pas toucher le nid d’abeille métallique (les surfaces réfléchissantes peuvent renvoyer le faisceau vers le haut), des entretoises imprimées surélèvent entièrement la pièce au-dessus du plateau.

Jauges de mise au point

Votre laser a une distance focale optimale. Trop haute ou trop basse, la qualité de votre découpe diminue. Imprimez une jauge de mise au point étagée avec des repères pour les épaisseurs de matériaux courantes (contreplaqué de 3mm, MDF de 6mm, cuir, acrylique) et vous pourrez régler la mise au point en quelques secondes sans refaire les calculs à chaque fois.

Entretoises et gabarits de positionnement pour matériaux

Le positionnement constant du matériau est important pour la production en série. Si vous gravez 50 sous-verres au laser, vous voulez que chacun soit placé de manière identique afin que votre motif tombe au même endroit à chaque fois.

Imprimez des gabarits d’angle qui définissent la position X/Y exacte de votre matériau. Une simple équerre en L avec des pions d’alignement fonctionne parfaitement. Pour les objets ronds, imprimez un anneau qui maintient la pièce centrée sous la tête laser.

Adaptateurs d’extraction des fumées

Raccorder la sortie d’évacuation de votre laser à un ventilateur d’atelier ou à une gaine nécessite souvent un réducteur ou une pièce de transition. Ce sont de simples formes cylindriques avec des diamètres différents à chaque extrémité, parfaites pour l’impression 3D. Utilisez ici du PETG, car le PLA ramollira avec le temps sous l’effet du flux d’air chaud extrait.

Notre guide de la gravure laser pour débutants présente toute l’installation si vous commencez tout juste.

Gabarits pour module rotatif

Centrer et mettre de niveau des objets cylindriques sur un module rotatif relève de l’équilibrisme. Imprimez des berceaux en V sur mesure correspondant aux diamètres d’objets courants (gobelets standard, verres à vin, gobelets Yeti) et le tâtonnement disparaît.

Accessoires pour imprimante 3D (oui, elle peut s’améliorer elle-même)

Votre imprimante 3D peut imprimer des améliorations pour elle-même. C’est de la fabrication récursive et c’est l’un des meilleurs aspects de ce loisir.

Porte-bobines de filament et adaptateurs pour boîte sèche

Le porte-bobine d’origine de la plupart des imprimantes n’est qu’une tige métallique nue. Imprimez un support à rouleaux avec des roulements de skateboard 608 (environ $0.50 chacun) pour une alimentation fluide. Mieux encore, imprimez un adaptateur de traversée pour boîte sèche qui permet d’alimenter directement l’imprimante en filament depuis un contenant hermétique avec du dessiccant. Le nylon, le TPU et le PETG s’impriment tous nettement mieux lorsqu’ils restent au sec.

Porte-outils et supports de caméra

Imprimez un porte-outils qui se fixe au châssis de votre imprimante pour les pinces coupantes, la spatule, les brucelles et l’outil d’ébavurage. Tout est à portée de main.

Les supports de caméra pour les enregistrements en accéléré sont une autre impression populaire. La plupart des modèles se fixent au rail de l’axe Z et positionnent une webcam ou un téléphone au bon angle pour des accélérés de type OctoPrint.

Molettes de nivellement du plateau

Si votre imprimante utilise un nivellement manuel du plateau, les molettes d’origine sont souvent trop petites pour être saisies confortablement. Imprimez de plus grandes molettes avec des inserts M4 montés en force ou un filetage direct sur les vis existantes.

Organisation générale de l’atelier

Ces impressions ne sont propres à aucune machine. Elles rendent simplement votre espace de travail plus agréable.

Rangements de tiroir et plateaux de tri pour vis

Des séparateurs de tiroir sur mesure, adaptés exactement à vos tiroirs, sont toujours plus efficaces que des rangements génériques. Mesurez votre tiroir, concevez une grille et imprimez-la. Étiquetez chaque case. Votre quincaillerie M3, M4 et M5 trouve soudain sa place au lieu de vivre ensemble dans un seul sachet zip rempli de chaos.

Les plateaux de tri pour vis, avec des compartiments séparés pour chaque taille et type de tête, font gagner du temps sur tous les projets. Imprimez un plateau avec huit à douze compartiments et un couvercle à clipser.

Rangements pour clés hexagonales

Chaque maker possède au moins quatre jeux de clés hexagonales plus ou moins complets. Imprimez un support mural avec des emplacements étiquetés pour chaque taille. Vous saurez instantanément laquelle manque et, surtout, laquelle votre enfant a empruntée.

Gestion des câbles et porte-outils

Les câbles et tuyaux d’atelier sont partout. Des clips de câble imprimés qui se fixent au bord de la table, se vissent au mur ou se pincent sur un profilé à rainure en T permettent de tout acheminer proprement.

Les pieds à coulisse numériques glissent sur l’établi et tombent par terre. Imprimez un étui mural qui les maintient à la verticale, écran vers l’extérieur, prêt à être saisi. Un support aimanté au dos (enfoncez un petit aimant en néodyme dans un logement) adhère à toute surface en acier de votre atelier.

Réglages d’impression importants pour les pièces fonctionnelles

Les impressions décoratives et fonctionnelles ont des exigences très différentes. Une figurine peut se contenter d’un remplissage de 15% et de 2 parois. Une bride CNC ne le peut pas.

Choix du filament

Le PLA convient à tout ce qui ne subit ni chaleur, ni choc, ni contrainte mécanique prolongée. Jauges de mise au point, rangements, porte-outils et clips de câble. Il est rigide, précis sur le plan dimensionnel et facile à imprimer. Si la pièce reste dans votre atelier à température contrôlée et n’est pas malmenée, le PLA convient.

Le PETG est le choix par défaut pour tout ce qui est fonctionnel. Brides, adaptateurs pour sabot d’aspiration, porte-bobines, raccords d’extraction des fumées, tout ce qui se trouve près d’une source de chaleur. Le PETG est plus robuste que le PLA, résiste mieux à la chaleur (transition vitreuse d’environ 80C contre 60C pour le PLA) et fléchit légèrement avant de céder au lieu de casser comme le PLA.

Le TPU est destiné aux pièces souples. Pieds amortissant les vibrations de votre imprimante, mors doux pour inserts d’étau qui ne marqueront pas votre pièce à usiner, joints ou garnitures d’étanchéité pour les adaptateurs de collecte des poussières. Le TPU nécessite des vitesses d’impression plus lentes et un extrudeur à entraînement direct (les tubes Bowden ont du mal avec les filaments flexibles).

Choisissez de l’ABS ou de l’ASA pour tout ce qui doit résister à une chaleur supérieure à 80C ou à une exposition prolongée aux UV. Dispositifs d’extérieur, pièces proches des moteurs de broche ou tout ce qui se trouve dans un garage sans climatisation. L’ABS nécessite une imprimante fermée pour éviter la déformation. L’ASA est la version de l’ABS stabilisée contre les UV, avec des exigences d’impression similaires.

Pour un examen complet de toutes les options de filament, consultez notre guide comparatif des filaments.

Remplissage et nombre de parois

Les pièces fonctionnelles nécessitent plus de matière que les pièces décoratives.

Pour la solidité, augmenter le nombre de parois compte généralement davantage qu’augmenter le remplissage. Une pièce avec 4 parois et un remplissage de 30% est souvent plus solide qu’une autre avec 2 parois et un remplissage de 60%, car l’enveloppe extérieure supporte la majeure partie de la charge.

Orientation d’impression pour une meilleure résistance

Les pièces imprimées en 3D sont les plus fragiles au niveau des interfaces entre les couches. Orientez la pièce de manière à ce que la force attendue s’exerce dans le plan des couches et le long de celles-ci, et non à travers les interfaces. Une bride qui serre verticalement doit être imprimée sur le côté. Un crochet qui tire vers le bas doit être imprimé de sorte que le chemin de charge suive les couches, et non les traverse.

Conseils de conception pour les pièces d’atelier

Vous n’avez pas besoin d’être expert en CAO pour concevoir des accessoires d’atelier fonctionnels. Mais quelques principes vous éviteront toutefois la déception du « cela semble correct à l’écran, mais ne s’adapte pas dans la réalité ».

Mesurez deux fois, imprimez une fois

Les imprimantes 3D sont précises à environ 0.1 à 0.2mm sur la plupart des machines. C’est suffisamment précis pour les dispositifs d’atelier, mais cela signifie qu’il vous faut des mesures exactes dès le départ. Utilisez un pied à coulisse numérique (pas une règle) pour mesurer les éléments auxquels votre pièce imprimée doit s’ajuster : diamètres de boulons, largeurs de rainures en T, diamètres de carter de broche et dimensions de tiroirs.

Tolérances pour la quincaillerie

Les trous imprimés sont toujours légèrement plus petits que prévu, car le plastique se contracte en refroidissant. Voici combien ajouter :

Vérifiez l’ajustement avant les impressions complètes

Avant d’imprimer un gabarit de quatre heures, imprimez une petite pièce d’essai avec les dimensions critiques. Un cube de 20mm comportant le trou de boulon ou la largeur de la rainure prend 15 minutes et vous indique immédiatement si vos tolérances sont correctes.

Conception paramétrique

Utilisez un logiciel de CAO paramétrique afin que vos dimensions soient des variables. Si la largeur de votre rainure en T change, vous mettez à jour un seul nombre et tout le modèle s’adapte. Cela facilite également le partage de modèles que d’autres peuvent personnaliser pour leurs machines.

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Commencez par un seul problème

Vous n’avez pas besoin d’imprimer tous les gabarits de cette liste ce soir. Choisissez le problème de votre atelier qui vous agace le plus. Les brides qui ne sont pas à la bonne hauteur. Les clés hexagonales que vous ne retrouvez jamais. La distance de mise au point du laser que vous oubliez toujours. Imprimez une solution à ce problème précis.

Puis imprimez le suivant. Et le suivant encore. Avant longtemps, votre atelier sera rempli d’accessoires sur mesure, conçus pour un usage précis et adaptés exactement à vos machines, à votre flux de travail et à votre façon de travailler. Voilà le vrai pouvoir d’une imprimante 3D dans l’atelier d’un maker. Elle ne se contente pas de fabriquer des objets. Elle améliore le fonctionnement de tout le reste.

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