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 véritable fabrique d’outils. Une machine qui crée des pièces sur mesure pour vos autres machines, résout les problèmes propres à votre atelier et produit à la chaîne des accessoires qui coûteraient autrement $40 dans une boutique spécialisée, quand ils ne sont pas tout simplement introuvables.

Dès que vous commencerez à voir votre imprimante sous cet angle, vous vous demanderez comment vous avez pu vous en passer. Cette jauge de mise au point laser que vous réglez à l’œil depuis cinq minutes ? Imprimez-en une. Cette bride CNC toujours un peu trop haute pour votre matériau ? Concevez-en une exactement à la hauteur qu’il vous faut. Ce fouillis de clés hexagonales dans votre tiroir ? Oui, il existe aussi un support imprimable pour ça.

Cet article présente des accessoires pratiques à imprimer dès ce soir pour les machines CNC, les graveurs laser, les imprimantes 3D et l’atelier en général. Chacun résout un vrai problème. Si vous débutez dans l’impression 3D, notre guide pour débuter explique la configuration 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 examine en détail les propriétés des matériaux.

Votre imprimante 3D est une fabrique d’outils

La plupart des ateliers de fabrication 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 améliore le fonctionnement de toutes les autres.

La magie de l’impression 3D appliquée aux accessoires d’atelier tient à la personnalisation. Les gabarits du commerce sont conçus pour l’utilisateur moyen équipé d’une machine standard. Votre installation n’a rien de standard. Votre martyr présente un espacement précis entre ses rainures en T. Votre laser a une hauteur de plateau donnée. Votre pied à coulisse possède une largeur particulière. Les pièces imprimées en 3D peuvent respecter exactement vos dimensions et, si elles cassent, il suffit d’en réimprimer une en une heure.

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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. Comparée à l’achat de brides usinées en aluminium ou de rangements moulés par injection, l’économie réalisée en devient presque comique.

Accessoires pour CNC

Si vous possédez une fraiseuse CNC, vous connaissez déjà les difficultés liées au bridage, à la gestion des copeaux et au rangement 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 excellentes. 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 précis de vos rainures en T ou de vos inserts filetés. L’avantage des brides imprimées, c’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 suffit d’imprimer une pièce de remplacement.

Les brides à came sont encore plus pratiques pour les changements rapides. Elles utilisent une came excentrée qui serre la pièce à usiner en un quart de tour. Imprimez la came et la base, ajoutez un boulon et un écrou papillon, et vous obtenez un dispositif de serrage qui s’utilise d’une seule main.

Adaptateurs pour sabot d’aspiration

La plupart des sabots d’aspiration vendus séparément ne s’adaptent pas parfaitement à toutes les combinaisons de broches et de défonceuses. 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 meilleure durabilité. Il faut environ deux heures, et vous pourrez abandonner la solution à base de ruban adhésif toilé et de colliers de serrage que vous utilisez probablement en ce moment.

Gabarits de nivellement du martyr

Un martyr bien plan est indispensable pour obtenir une profondeur de coupe régulière, en particulier avec des matériaux fins. Imprimez un gabarit qui se serre autour du corps de votre broche et maintient un comparateur à cadran à une distance fixe. Cartographiez la surface, repérez les points hauts et surfacez en conséquence. La pièce imprimée ne coûte que 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 ont aussi tendance à rouler et à tomber des tables. Un rangement imprimé doté d’emplacements étiquetés pour chaque diamètre les maintient à la verticale et vous permet de n’en égarer aucune.

Les cales de palpage sont une autre solution simple et efficace. Imprimez une cale d’une hauteur précise et connue, par exemple 15mm, pour régler systématiquement le zéro Z. Ajoutez un renfoncement sur le dessus pour y placer un morceau de ruban conducteur si votre CNC permet le palpage électronique.

Si vous débutez avec une CNC, notre guide du fraisage CNC pour débutants présente les bases du bridage, des parcours d’outil ainsi que des avances et vitesses.

Accessoires pour graveur laser

Les graveurs laser ont leurs propres désagréments, principalement liés au positionnement du matériau, à la distance focale et à l’évacuation des fumées. Voici ce que vous pouvez imprimer.

Picots pour nid d’abeille et entretoises pour matériaux

Les matériaux petits ou fins ont vite fait de tomber dans les ouvertures d’un plateau en nid d’abeille ou de bouger pendant la découpe. Des picots imprimés, dotés d’une base conique qui tient par friction dans les alvéoles hexagonales, créent des points d’appui surélevés. Imprimez-en un lot de 30–50 et vous en aurez toujours assez pour 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 possède une distance focale optimale. Trop haut ou trop bas, il produit des découpes de moins bonne qualité. Imprimez une jauge de mise au point étagée comportant des repères pour les épaisseurs de matériaux courantes — contreplaqué de 3mm, MDF de 6mm, cuir, acrylique — afin de régler la mise au point en quelques secondes, sans refaire de calcul à chaque fois.

Entretoises et gabarits de positionnement pour matériaux

Un positionnement régulier du matériau est essentiel pour la production en série. Si vous gravez 50 sous-verres au laser, chacun doit être placé exactement de la même façon pour que le motif tombe toujours au même endroit.

Imprimez des gabarits d’angle qui définissent la position X/Y exacte de votre matériau. Une simple équerre en L munie de 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

Le raccordement de 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. Il s’agit de formes cylindriques simples, de diamètres différents à chaque extrémité, parfaitement adaptées à l’impression 3D. Utilisez du PETG, car le PLA finira par ramollir sous l’effet du flux d’air chaud.

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 parfois de l’équilibrisme. Imprimez des berceaux en V sur mesure adaptés aux diamètres des objets courants — gobelets standard, verres à vin, gobelets Yeti — et vous n’aurez plus à tâtonner.

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

Votre imprimante 3D peut imprimer ses propres améliorations. C’est de la fabrication récursive, et c’est l’un des aspects les plus réjouissants de ce loisir.

Porte-bobines de filament et adaptateurs pour boîte de stockage étanche

Sur la plupart des imprimantes, le porte-bobine d’origine n’est qu’une simple tige métallique. Imprimez un support à rouleaux équipé de roulements de skateboard 608 — environ $0.50 l’unité — pour assurer une alimentation fluide. Mieux encore, imprimez un adaptateur traversant pour boîte de stockage étanche afin d’alimenter directement l’imprimante en filament depuis un contenant hermétique avec dessiccant. Le nylon, le TPU et le PETG s’impriment tous sensiblement mieux lorsqu’ils restent au sec.

Porte-outils et supports de caméra

Imprimez un porte-outils à fixer sur le châssis de votre imprimante pour y ranger une pince coupante, une spatule, des brucelles et un outil d’ébavurage. Tout reste à portée de main.

Les supports de caméra destinés aux prises de vues en accéléré sont une autre impression très appréciée. La plupart des modèles se fixent sur le rail de l’axe Z et placent une webcam ou un téléphone au bon angle pour réaliser des accélérés de type OctoPrint.

Molettes de nivellement du plateau

Si le nivellement du plateau de votre imprimante est manuel, les molettes d’origine sont souvent trop petites pour offrir une prise confortable. Imprimez des molettes plus grandes, 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 pratique.

Rangements de tiroir et plateaux de tri pour vis

Des séparateurs 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 visserie M3, M4 et M5 aura soudain une place pour chaque taille, au lieu de cohabiter dans un même sachet refermable où règne le chaos.

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

Rangements pour clés hexagonales

Tout passionné de fabrication possède au moins quatre jeux de clés hexagonales plus ou moins complets. Imprimez un support mural doté d’emplacements étiquetés pour chaque taille. Vous saurez immédiatement laquelle manque et, surtout, laquelle votre enfant vous a empruntée.

Gestion des câbles et porte-outils

Les câbles et tuyaux d’atelier sont partout. Des clips de câble imprimés, à monter sur le bord de la table, à visser au mur ou à fixer sur un profilé à rainure en T, permettent de tout guider 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 tourné vers l’extérieur, afin de pouvoir les saisir immédiatement. Un support doté d’un aimant au dos — insérez 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. Pas une bride CNC.

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 climatisé et n’est pas malmenée, le PLA convient parfaitement.

Le PETG est le choix par défaut pour toute pièce fonctionnelle : brides, adaptateurs pour sabot d’aspiration, porte-bobines, raccords d’extraction des fumées et tout objet proche d’une source de chaleur. Le PETG est plus robuste que le PLA, résiste mieux à la chaleur — sa transition vitreuse est d’environ 80C, contre 60C pour le PLA — et fléchit légèrement avant de céder, au lieu de casser net comme le PLA.

Le TPU est destiné aux pièces souples : pieds amortisseurs de vibrations pour votre imprimante, mors doux pour étau qui ne marquent pas la pièce à usiner, joints plats ou joints d’étanchéité pour les adaptateurs d’aspiration des poussières. Le TPU nécessite des vitesses d’impression plus lentes et un extrudeur à entraînement direct — les tubes Bowden gèrent difficilement les filaments flexibles.

Choisissez de l’ABS ou de l’ASA pour tout ce qui doit résister à plus de 80C ou à une exposition prolongée aux UV : dispositifs utilisés en extérieur, pièces proches des moteurs de broche ou tout objet placé dans un garage non climatisé. L’ABS exige une imprimante fermée pour éviter la déformation. L’ASA est une version de l’ABS résistante aux UV, avec des exigences d’impression similaires.

Pour une présentation complète de chaque type 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 est généralement plus utile qu’augmenter le remplissage. Une pièce avec 4 parois et un remplissage de 30% est souvent plus solide qu’une pièce avec 2 parois et un remplissage de 60%, car l’enveloppe extérieure supporte l’essentiel de la charge.

Orientation d’impression pour une meilleure résistance

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

Conseils de conception pour les pièces d’atelier

Il n’est pas nécessaire d’être expert en CAO pour concevoir des accessoires d’atelier fonctionnels. Quelques principes vous éviteront toutefois la déception du « tout semble correct à l’écran, mais la pièce ne s’ajuste pas dans la réalité ».

Mesurez deux fois, imprimez une fois

La précision de la plupart des imprimantes 3D est d’environ 0.1–0.2mm. C’est suffisant pour les dispositifs d’atelier, mais vous devez disposer de mesures exactes dès le départ. Utilisez un pied à coulisse numérique — pas une règle — pour mesurer les éléments auxquels votre pièce imprimée doit s’adapter : diamètres de boulons, largeurs de rainures en T, diamètres de corps 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 les valeurs à ajouter :

Vérifiez l’ajustement avant les impressions complètes

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

Conception paramétrique

Utilisez un logiciel de CAO paramétrique comme Fusion 360 ou FreeCAD afin que vos dimensions soient des variables. Si la largeur de votre rainure en T change, il suffit de modifier un nombre pour adapter l’ensemble du modèle. Cela facilite également le partage de modèles que d’autres peuvent personnaliser en fonction de leurs machines.

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Commencez par un seul problème

Vous n’avez pas besoin d’imprimer dès ce soir tous les gabarits de cette liste. Choisissez l’élément 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 focale du laser que vous oubliez toujours. Imprimez une solution à ce problème précis.

Puis passez au suivant. Et encore au suivant. En peu de temps, votre atelier regorgera d’accessoires sur mesure, conçus pour une fonction précise et parfaitement adaptés à vos machines, à votre flux de travail et à votre façon de travailler. Voilà la véritable puissance d’une imprimante 3D dans un atelier de fabrication. Elle ne se contente pas de créer des objets. Elle améliore le fonctionnement de tout le reste.