Géocaching et impression 3D

L’impression 3D, vous connaissez certainement, c’est l’impression d’objets en volume à base de plastiques (pour faire simple). Il y a encore peu, elle était réservée aux plus fortunés ou aux plus bricoleurs, mais la technologie et les imprimantes deviennent de plus en plus grand public et des imprimantes performantes et prêtes à l’emploi passent enfin sous la barre des 300€. Cela pourrait donner un bel essor à la conception des géocaches et autres SWAG via l’impression. Je vais essayer de vous présenter ici les avantages et les difficultés de l’impression 3D dans la pratique du Geocaching.

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L’impression 3D, c’est mortel ! … tout comme mes blagues :p

Tout d’abord, une imprimante 3D qu’est ce que c’est ? Cela peut ressembler finalement pas mal à votre imprimante papier, sauf que l’on va rajouter un troisième axe pour la hauteur. Certes, il va falloir faire chauffer le tout, car le but est d’ajouter des couches de plastiques fondus les unes aux autres, mais finalement une imprimante 3D ce n’est pas plus compliqué que ça. Je parle ici bien sûr uniquement des imprimantes les moins chères et les plus communes et je passerai sur les techniques de photo-polymérisation ou de liage de poudre, pour l’instant financièrement inaccessibles.

Dans cet article, nous n’allons pas aborder les étapes de l’impression 3D, ceci nous le ferons dans un futur article, on nous concevrons un élément 3D de A à Z pour une géocache. Ici, nous allons nous focaliser sur ce qu’il est possible d’imprimer, les avantages de le faire et les limites de la technologie.

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Mon imprimante : une Anycubic i3 Méga. La connexion au PC est optionnelle, mais permet un meilleur suivi de l’impression.

I) Allons imprimer quelques pièces !

1) L’impression directe de géocaches

Car oui, il est possible d’imprimer une cache toute faite, que ce soit une simple boite ou quelque chose de plus complexe ou de plus original. Et ce, même si vous n’y connaissez rien en conception 3D. La 3D est, en effet, en grande partie un monde d’amateurs passionnés et désintéressés qui ne demandent qu’à partager leurs créations. Ainsi, vous trouverez des milliers de modèles 3D prêts à être imprimé via les nombreux sites communautaires. Vous pourriez, par exemple, aller sur Thingiverse et aller télécharger un modèle 3D d’une boite, voire d’une géocache toute prête. Pour ce faire, nous allons par exemple utiliser un fichier au format .stl qu’interprétera un programme dit « slicer » qui donnera les instructions à votre imprimante.

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Exemple de cache prête à l’emploi sur Thingiverse. Pine Cone Cache par Jarbaugh

On trouve vraiment de tout et voici quelques exemples plus qu’utiles en géocaching ; cela va de la boite toute simple à la plus artistique; du simple contenant au cryptex configurable ou à la boite « puzzle ». Il y a vraiment de tout pour faire des waypoints astucieux ou des finaux amusants.

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Un cryptex configurable prêt à servir

2) La fabrication de pièces spécifiques pour ses géocaches

Imprimer des éléments tout prêt, c’est extrêmement pratique au début, mais rapidement si vous voulez être créatif, et l’impression 3D vous permet de l’être, vous allez vouloir fabriquer vos propres éléments. Vous me direz que vous pouvez les fabriquer autrement, et c’est vrai ! Mais avec l’impression 3D, que de simplicité et de vitesse !

Je vais vous montrer deux exemples, et pour ce faire je vais devoir dévoiler un peu des futures caches…  Mon premier exemple est un système de moulin à eau qui me permet d’enrouler une corde. Avant l’impression 3D, j’avais fabriqué un premier système qui ressemblait à l’élément de droite :

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Admirez le superbe travail manuel à droite… oui, j’ai honte…

Ma première tentative avait quatre ailettes, sauf que le « moulin » arrivait parfois dans une position où l’eau ne le faisait plus tourner s’il n’avait pas assez d’élan. J’ai dû refaire une nouvelle version avec 6 pâles, donc il m’a fallu retrouver une boite convenable et après avoir tâtonné quelque temps pour mettre tout en place, j’ai enfin eu une version qui me convenait…. Presque… car il me restait à trouver où mettre ma corde et empêcher qu’elle ne sorte du support. En impression 3D, j’ai mis 10 minutes pour la conception d’un « moulin à eau » qui me convient parfaitement en tout point : autant de pâles que souhaité sans limites techniques, une rainure pour la corde, un axe de rotation bien droit, et de quoi accrocher ma corde.

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Environ 10 minutes pour modéliser le « moulin », quel gain de temps !

Voici un second exemple : j’ai une boite avec un cadenas. Pour trouver le code, certains chiffres ont une particularité. J’aurais pu directement mettre en place ce système dans le bois de ma cache, mais avec le risque d’abîmer mes planches (vu que je suis très maladroit et pas du tout bricoleur). Ici avec quelques minutes de conception, je réalise le système que je souhaite, très simplement.

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Préparation des chiffres avant l’ajout de l’élément « magique »

On peut également tout simplement imprimer des éléments de décors pour faire d’une boite simple, quelque chose de bien plus original. Ainsi donner un thème à une boite ou à ses waypoints devient très simple.

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Préparation d’un waypoint en attente de son cerveau « coordonnées »

3) La réparation

Ceux qui font des caches un peu élaborées le savent, la maintenance d’un mécanisme cassé est souvent une vraie galère. Ici, l’impression 3D va permettre de se simplifier la vie, car il suffit de sauvegarder tous ses fichiers .stl pour réimprimer facilement une pièce cassée. C’est un vrai gain de temps et d’énergie, surtout que la maintenance n’est vraiment pas la partie la plus passionnante de la vie d’owner.

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Même s’il y a casse ou perte, je peux réimprimer mon objet à l’infini… enfin quand même pas… faut pas déconner…

4) L’impression d’éléments standards 

Au-delà des systèmes parfois alambiqués de mécanismes, l’impression 3D permet de faire pour un coût très bas des pièces solides et standards tel que des charnières ou des renforts par exemple. Mais aussi des poignées, des verrous ou pourquoi pas des roulements à billes. Et en prime, la plupart peuvent s’imprimer en une pièce sans rien à assembler. Ça c’est carrément magique !

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La quincaillerie à la demande ! Super pratique !

5) Les SWAG et autres trackables

Fini de racketter les petits neveux pour récupérer des jouets Kinder, vous aller pouvoir imprimer vous-même vos propres SWAG (Stuff We All Get), c’est-à-dire les petits objets à échanger. Il y a énormément de petits objets amusants prêts à imprimer. Vous n’aurez que l’embarras du choix et à vous les échanges d’objets !

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Un petit SWAG marrant à imprimer. Surprise Egg#2 par Agepbiz

Mais bien sûr, il serait dommage de ne pas profiter de l’impression 3D pour faire vos propres objets, et encore mieux des objets comportant votre signature. C’est, par exemple, ce que j’ai fait en imprimant des sortes d’écus à placer dans les caches. Là encore la conception est plutôt rapide et je peux les réimprimer à l’envi.

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Mes objets souvenirs à laisser dans les caches

Évidemment, il est tout aussi simple de faire ses propres trackables, il suffit d »avoir un code à utiliser et quelques heures plus tard, il est prêt à visiter le monde. D’ailleurs il existe des modèles prêts à modifier.

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Une plaque TB. Il ne reste qu’à mettre son propre numéro. TB par PreinfalkG

6) Les autres éléments pour le géocaching

Il est possible bien sûr d’imprimer quantité d’autres objets utiles au quotidien pour le géocaching. Par exemple, mon GPS n’a pas de fixation et je rechigne à utiliser mes mousquetons pour autre chose que leur usage premier. Pas de soucis ! Il est possible de trouver de multiples mousquetons (uniquement pour le matériel, bien sûr… je préfère préciser…) à imprimer, très fonctionnels et résistants.

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J’adore ces mousquetons pour accrocher des choses à mon sac

Mes piles passent leur temps à se balader dans mon sac : hop, une boite à piles parmi les dizaines existantes. Vos géocoins mériteraient d’être mieux exposés ? Hop, quelques supports permettront de les sortir de leur tiroir ! Il vous faut un support GPS pour votre voiture ou votre VTT ? Une fois que vous serez à l’aise avec la modélisation 3D, cela ne sera pas compliqué à fabriquer, etc., etc.

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Quelques Geocoins qui ont profité d’un support

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Ma boite à piles pour la lampe UV

II) Les avantages de l’impression 3D

Car oui, commençons par être positif ! L’impression 3D à d’énormes avantages sur d’autres méthodes.

  • Nous avons vu que le champ des possibles est énorme ! En fait il est possible d’imprimer quasiment n’importe quoi. Et pour ce faire, il y existe d’ailleurs un grand nombre de plastiques selon ce que vous voulez en faire. Le PLA est certainement la matière la plus simple à imprimer, mais vous pourriez choisir l’ABS pour une plus grande résistance, des filaments partiellement en bois, métallisés ou en argile pour leur texture, ou encore des filaments flexibles pour une conception souple ou du PETG pour retrouver les avantages des plastiques qui composent par exemple les bouteilles d’eau.
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Un plastique pour chaque usage… Bon en fait, c’est du bluff, ce n’est que du PLA… :p

  • Les coûts (une fois l’imprimante amortie) sont plutôt modérés pour les petites impressions. Pour quelques dizaines de centimes d’euros de filament, vous avez des éléments qui vous auront certainement coûté bien plus si vous aviez dû les acheter. Toutefois pour les pièces de grande taille, il n’est pas dit que l’impression est toujours un coût optimal.
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Cura peut estimer le prix de l’impression. Ici : 12 centimes (de plastique) pour les deux chiffres

  • La vitesse de conception : Comme dans mon exemple du moulin à eau, l’impression 3D permet de gagner énormément de temps à plusieurs niveaux. Tout d’abord dans sa conception d’origine grâce à la performance et la simplicité des logiciels d’édition 3D. Quelques minutes sur l’écran permettent de faire des formes simples et fonctionnelles tout en étant sûr de l’aspect final. De plus, il sera extrêmement facile de modifier le projet de départ et cela peut être fait en quelques secondes si l’on se rend compte qu’il manque quelque chose. Enfin, on gagne énormément de temps sur la recherche des éléments permettant de fabriquer notre idée. Dans mon cas, j’avais dû trouver une boite en plastique à la bonne taille, puis trouver de l’aluminium, que je n’avais pas chez moi, etc., etc.
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Mon « coin » souvenir conçu en 15 minutes avec Tinkercad

  • Il est possible de créer des éléments parfaitement personnalisés. Ceci vous pouvez le faire en faisant la création de zéro ou en modifiant quelque chose existant déjà, en vous servant d’un objet déjà créé par d’autres et mis à disposition. D’ailleurs la modification est en général fortement encouragée, du moment que vous respectez les conditions de la Creative Common et que vous partagez à votre tour.
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Impression de chiffres avec de mystérieux trous dedans

  • La communauté justement est une formidable ressource. Elle l’est aussi bien dans la mise en commun de modèles 3D, que dans l’aide en ce qui concerne votre imprimante. D’ailleurs, lors du choix de celle-ci une communauté active (et éventuellement francophone) est un élément à ne pas négliger. A noter qu’il y a maintenant un groupe Facebook francophone alliant impression 3D et géocaching. D’ailleurs merci à Stéphane pour la relecture !

 

III) les limites de l’impression 3D

Tout n’est pas tout rose dans l’impression et si les points positifs sont légion, il est impératif de bien avoir en tête les limites de la technologie avant de sortir votre carte bleue.

  • Le coût. Si nous avons vu que le coût de l’impression était un avantage, il peut aussi être une limite : il faut en effet compter entre 200 et 300 euros pour les imprimantes premiers prix, et les prix grimpent vite quand on monte en gamme. A cela, il faut ajouter le prix des bobines de filament, c’est à dire environ entre 15 et 20 euros le kilo. Pour amortir le prix de l’imprimante, il faudra donc en avoir un usage régulier. Toutefois un kilo de bobine correspond à bon nombre d’impressions, car une pièce imprimée, c’est principalement du vide. Si vous n’imprimez que pour le géocaching, je ne suis pas persuadé que l’investissement soit intéressant.
  • Les difficultés techniques. Elles sont de trois sortes :

Tout d’abord les difficultés liées à l’impression : Imprimer du plastique, ce n’est pas imprimer une feuille de papier, et même si les imprimantes 3D sont de plus en plus faciles à utiliser, il y a une phase d’apprentissage et ses inévitables ratés, même avec de la pratique. Il y a, en effet, pas mal de paramètres à prendre en compte lors d’une impression (température de la buse, du lit chauffant s’il y en a un, épaisseur du filament, vitesse d’impression, rétractation, gestion des porte-à-faux, etc.) qui sont autant d’éléments importants à apprendre à gérer pour des impressions propres. De même, une fois tout cela maîtrisé, il y a les inévitables buses d’impression qui peuvent se bouchent ou les risques de « warping », c’est à dire de décollement de la pièce en cours d’impression… entre autres. Si le PLA ne devrait pas trop vous embêter, ce n’est pas le matériau idéal pour le géocaching, car il supporte mal les fortes températures. L’ABS sera d’impression plus délicate, mais résistera bien mieux à une vie « au grand air ».

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Le très important choix des paramètres à gauche pour imprimer notre Bouddha Bender

Il y a ensuite les difficultés liées à la machine : ce sont des structures fragiles avec beaucoup de pièces d’usures, il faut donc être prêt à faire de la maintenance de temps en temps. De plus, les imprimantes premier prix ont souvent des pièces à changer pour fonctionner de manière vraiment efficace et il faudra parfois aller faire un tour dans la configuration logiciel de la bête pour quelques réglages, ce qui est tout sauf ergonomique. Heureusement, nous pouvons toujours faire appel à la communauté des makers, qui sera en général prompte et enthousiaste à répondre. Toutefois, si vous êtes complètement allergique à l’électronique et au bidouillage, vous risquez fort de vous retrouver dans une impasse. Ajoutons que les buses d’impressions ont la fâcheuse tendance à se boucher, ce qui nécessitera encore de votre part un peu de maintenance.

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Un partie du petit kit de survie de l’imprimante

Enfin il y a les difficultés liées aux logiciels. Pour faire de l’impression 3D, on passe par différents logiciels, et qui dit 3D dit orientation dans l’espace. Donc si vous êtes fâché avec la représentation en volumes, il va être compliqué de concevoir vos propres pièces. Je vous conseille vivement d’aller faire un tour sur Tinkercad ou Blender, histoire de voir si vous vous sentez à l’aise avec ce genre de logiciel et tout simplement si cela vous plait.

  • Le temps. Imprimer prend du temps, et parfois beaucoup ! J’avais dit que c’était rapide… Pour la conception, oui ! Mais pas pour l’impression ! Si de petites pièces peuvent être imprimées en une ou deux heures, de plus grosses pourront rapidement vous prendre 10h ou encore bien plus. C’est quelque chose qu’il faut avoir en tête, surtout qu’il n’est pas mal de pouvoir aller voir de temps en temps ce qu’il se passe pour éviter que l’imprimante continue à débiter du filament s’il y a un soucis. J’ajouterai que le risque d’incendie avec ce genre de machine n’est pas à négliger, c’est pourquoi je n’imprime que quand je suis chez moi et que je n’imprime pas la nuit.
  • La taille des impressions. La taille de ce que vous pouvez imprimer est limitée par la capacité de votre imprimante. En général cela correspond plus ou moins à 20*20cm de base et parfois un peu plus en hauteur. Cela veut dire qu’une impression plus grande vous obligera à découper votre impression et à faire des collages.
  • Les finitions : Votre pièce sortira de l’imprimante de façon plus ou moins nette, c’est-à-dire que souvent on peut apercevoir la superposition des couches de plastique. Rien de rédhibitoire, surtout que cela dépend beaucoup des imprimantes, des filaments et des réglages de la machine. Mais il est fort possible que vous ayez à poncer ou faire un lissage à l’acétone (pour l’ABS) si vous voulez une impression parfaitement lisse. De même, si votre figure possède de grands porte-à-faux, il faudra imprimer en plus un « support » qu’il sera nécessaire d’enlever par la suite. Un support, c’est une impression en colonne, qui ne sert qu’à éviter que le filament fondu, ne coule quand l’impression se fait dans le vide. Enfin, votre impression sera généralement monochrome si votre imprimante ne gère qu’une buse (il existe toutefois des systèmes/technique pour faire des changements de filaments en cours d’impression). En tout cas, ne vous attendez pas à avoir toutes les teintes de l’arc-en-ciel sur votre pièce, ou alors il vous faudra la peindre.
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Exemple « d’effet de couches » sur une impression (filament bas de gamme et impression en 0.2mm) avant finitions

  • Les nuisances : Elles sont de deux types : tout d’abord : le bruit. La plupart des imprimantes sont relativement bruyantes. On peut généralement gagner quelques décibels en changeant les ventilateurs et les steppers, mais dormir à côté de son imprimante n’est certainement pas une bonne idée.  La seconde nuisance peut être l’odeur. Pour le PLA, pas de soucis, c’est un plastique issu du maïs; mais l’ABS, issu du pétrole, vous obligera à bien ventiler votre pièce… tout en gardant une température stable au niveau de l’imprimante… Eh oui, l’ABS ça pue, ça produit des nanoparticules cancérigènes et ça n’aime pas les changements de température.  Un caisson autour de la machine peut être une solution.

Conclusion : Si elle n’est pas une panacée universelle, l’impression à vraiment une place à prendre dans la conception des caches. Elle permet de simplifier la mise en place des idées les plus originales en les rendant bien plus accessibles à tous. Les virtuoses de la scie à ruban et du ciseaux à bois, n’y verront peut-être qu’assez peu d’intérêt, mais la technologie risque fort d’intéresser les autres poseurs se sentant parfois (c’est mon cas) limités par les techniques manuelles. Il faudra simplement faire attention à ce que nos caches se voulant créatives ne soient pas simplement des clones, les unes des autres. C’est cela aussi le risque de la réplication des bonnes idées.

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Convaincu par l’impression 3D ? Reste à choisir l’imprimante et là le choix est labyrinthique.

6 réflexions sur “Géocaching et impression 3D

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