J’avais besoin d’un support pour une platine électronique, avec un pas de vis pour la fixer. Visser dans le PLA d’une impression 3D est certes possible, mais la tenue est mauvaise. J’ai donc testé, aujourd’hui, l’écrou à sertir (Hot Melt Insert Nuts, en anglais).
Il s’agit d’un écrou cranté, qu’on sertit dans du plastique en le réchauffant avec la panne d’un fer à souder. Et bien, cela fonctionne du tonnerre! C’est rapide, simple et solide.
Les imprimantes 3D ont le vent en poupe ces dernières années et leur utilisation s’étend de plus en plus, y compris dans le milieu scolaire. En effet, ces outils peuvent être particulièrement utiles pour aider les élèves à mieux comprendre certains concepts et à développer leur créativité. Mais comment utiliser les imprimantes 3D à l’école de manière efficace et en valorisant le travail des élèves ?
Tout d’abord, il est important de souligner que l’utilisation des imprimantes 3D à l’école nécessite une préparation et une planification adéquates. Il convient de définir les objectifs pédagogiques visés et de choisir les projets qui permettront de les atteindre de manière concrète et ludique. Par exemple, on peut utiliser l’impression 3D pour illustrer des concepts mathématiques en fabriquant des modèles de solides géométriques, ou pour aborder des thèmes scientifiques en créant des maquettes de systèmes biologiques ou de phénomènes physiques.
Il est également important de prendre en compte les contraintes techniques et logistiques liées à l’utilisation de ces outils. Il faudra par exemple s’assurer de disposer d’une imprimante 3D de qualité et fiable, et de la formation et du support nécessaires pour son utilisation. Il conviendra également de mettre en place un système de gestion des impressions et de suivi des projets, afin d’optimiser l’utilisation de l’outil et de favoriser la collaboration entre élèves.
Enfin, il est essentiel de valoriser le travail des élèves et de leur donner l’opportunité de mettre en œuvre leur créativité et leur esprit de découverte. Pour cela, il est recommandé de les impliquer dans la définition des projets et de leur laisser une certaine liberté dans la conception et la réalisation de leurs créations. On peut par exemple leur donner pour consigne de créer une pièce ou un objet à partir d’une fonction précise, ou de résoudre un problème technique en utilisant l’impression 3D.
Voici trois exemples d’utilisation des imprimantes 3D à l’école :
En plus de ces avantages pour l’apprentissage, l’utilisation des imprimantes 3D peut également valoriser le travail des élèves. En leur donnant la possibilité de concrétiser leurs idées et de voir leur travail prendre forme sous leurs yeux, les imprimantes 3D peuvent encourager les élèves à être plus créatifs et à prendre plus d’initiatives dans leur apprentissage.
Texte intéressant, n’est-ce pas? Or, il n’est pas de moi, mais généré par ChatGPT, la nouvelle Intelligence Artificielle qui fait fureur, avec les consignes suivantes:
Ecris un article de blog sur l’utilisation des imprimantes 3D à l’école selon les contraintes suivantes:
-au moins 500 mots
-au moins 3 exemple
-en valorisant le travail des élèves.
Après les premiers essais de la découpeuse, un problème allait se faire sentir. Au sens propre du terme: la fumée de la découpe envahit mon garage. Problème: s’il y a bien un grand ventilateur extracteur d’air de 15 cm de diamètre à l’arrière de la machine, il n’y a rien pour y fixer une cheminée. Dans ce cas, la solution passe par l’impression 3D. Le modèle a été conçu sur Fusion 360 et imprimé en PETG sur ma Prusa Mk3.
Le résultat est parfait. Le ventilateur est suffisamment puissant pour pousser les fumées hors de mon garage.
Fichiers STL et Fusion 360 à télécharger: Chinese laser cutter 4040 fumes exhaust
Activité pédagogique d’Education Numérique réalisée dans la classe 1-2P/10 de Mme Shirin Russell-Luget – EPS Ecublens
Aujourd’hui, j’ai déposé notre nouvelle imprimante 3D Prusa MK3s de l’école dans une classe d’enfantine (maternelle). Objectif: chaque élève doit dessiner son emporte-pièce de biscuits de Noël et l’imprimante le fabrique sous ses yeux.
J’avais déjà réalisé cette activité en 2016. A cette époque, avec l’Ultimaker 2+ et le site cookiecaster.com, fermé depuis. Cette année, je relance l’activité, ayant trouvé un remplaçant crédible à cookiecaster en la présence de https://app.cookiecad.com. Il est gratuit et suffisamment simple pour pouvoir être utilisé par des enseignants sans formation 3D. Enfin, j’ai pu remplacer l’Ultimaker 2+, parfois très capricieuse, par la géniale Prusa Mk3s, bien plus simple d’utilisation.
Etape 1: présentation de l’imprimante. Partir de l’exemple du tampon encreur que les élèves connaissent bien. Partir sur l’imprimante papier (2D). Arriver à l’imprimante 3D par analogie: quand tu fais une tour en Kapla, tu fais un premier étage de Kapla. Puis un second, puis un troisième…
Etape 2: présentation de différents emporte-pièces aux élèves. Faire définir aux élèves les caractéristiques d’un emporte-pièce: tour fermé. Intérieur vide.
Etape 3: les élèves dessinent leur emporte-pièce au crayon sur une feuille A4. Consigne: faire un grand dessin.
Etape 4: après validation de l’enseignante, les élèves repassent leur forme au stylo noir épais.
Etape 5: l’enseignante scanne les dessins.
Etape 6: l’enseignante envoie les dessins scannés sur https://app.cookiecad.com et génère la forme de l’emporte-pièce. Elle l’exporte en STL.
Etape 7: passage dans le slicer (ici Prusa Slicer). Ce logiciel permet de découper en tranche la forme 3D et paramètre tous les déplacements de l’imprimante 3D. C’est lui qui « traduit » le fichier 3D en des instructions compréhensibles par l’imprimante 3D.
Etape 8: impression 😃!
Pendant ce temps, les élèves colorient leur dessin, qui sera joint à l’emporte-pièce.
Pendant ce temps, l’imprimante continue son travail…
L’imprimante 3D permet à l’élève de voir se réaliser son dessin « en vrai ». Mais avant d’y arriver, il faut comprendre les contraintes de l’emporte-pièce: un dessin fermé, représentatif. Un travail préliminaire pourrait être fait sur la silhouette. Avec des élèves un peu plus grands, je partirais sur le travail de la silhouette de l’élève de profil, dont on ferait un emporte-pièce à son image.
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Les plotters à découper Silhouette Cameo et bon nombre de nos appareils sont mécaniquement et électroniquement très simples. Loin d’être un désavantage, c’est souvent un facteur de fiabilité, de durabilité, mais surtout de facilité à réparer. Aujourd’hui, on s’attaque au minuteur d’une HappyPress
L’HappyPress de Happy Fabric est la compagne idéale de la Silhouette Cameo. Cette petite presse de transfert à chaud permet une bien meilleure application et tenue du flex sur les tissus.
La HappyPress 3 est dotée d’une minuterie paramétrable, qui s’enclenche quand la presse est fermée, et bippe lorsqu’il faut la rouvrir. Cela signifie qu’il y a un capteur qui indique à la presse sa position (fermée ou ouverte). Le capteur utilisé est très simple; il s’agit d’un contact Reed. En gros, lorsqu’un aimant s’approche du contact, son champs magnétique ferme mécaniquement un circuit électrique. C’est simple, bon marché, diablement efficace et fiable…
Le contact Reed de la HappyPress 3 est situé dans un petit boîtier en plastique.
Le problème est que ma femme, enseignante, utilise souvent son matériel privé avec des élèves. Et l’un de ces derniers a (probablement volontairement) cassé le boîtier en plastique. De telle manière qu’il ne puisse pas être recollé.
Après avoir délicatement dégagé le contact Reed, on se rend compte qu’il est entier. Du reste, en l’approchant de l’aimant, le minuteur se met en route.
C’est ici qu’on va utiliser une autre excellente machine: l’imprimante 3D pour créer un nouveau petit boîtier en plastique. On va commencer par prendre les cotes de la pièce.
Dans un logiciel 3D (ici Fusion 360, mais Tinkercad, en-ligne, gratuit et très simple d’utilisation ferait parfaitement l’affaire), on réalise une nouvelle pièce. Par souci de simplicité, l’ouverture est réalisée sur le dessus, et pas contre la poignée. On n’oublie pas l’encoche pour passer les fils.
On passe ensuite par l’imprimante 3D. La pièce étant petite et les parois fines, j’ai choisi remplissage de 100%.
On visse la pièce en place, on y met le contact Reed. On ferme la presse, pour vérifier que le minuteur fonctionne bien.
On met alors un point de pistolet à colle de chaque côté pour maintenir le contact Reed en place. Pourquoi ne pas entièrement remplir de colle chaude? Parce que si un élève a pu casser la pièce, il peut la casser à nouveau. Dans ce cas, avec un minimum de colle, il sera plus facile de la remplacer à nouveau.
Pour récupérer les fichiers 3D: https://www.thingiverse.com/thing:5063834
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En classe, on utilise une Ultimaker 2+. Les élèves ont à leur disposition des Macbook Pro Retina USB-C. Je me suis retrouvé face à un problème: ces ordinateurs ne disposent plus de lecteurs de cartes SD. Le but est que les élèves soient autonomes dans leurs impressions 3D. Passer par le vieux poste du maître n’est donc pas la solution. J’ai donc monté une solution que j’ai déjà utilisée occasionnellement: un serveur d’impression 3D basé sur Octoprint et un Raspberry Pi.
Octoprint est un serveur d’impression multiplateforme (qui fonctionne même sur Mac!), permettant de piloter et de surveiller à distance une imprimante 3D. Pour ma part j’ai choisi de faire tourner Octoprint sur le génial et bon marché Raspberry Pi. Depuis que les dernières générations ont une puce WiFi intégrée, cela permet une installation simplifiée.
Une webcam permet de surveiller à distance l’impression et de réaliser des timelapses. Pour ma part, je me contente de webcam USB du commerce.
Depuis Cura, les élèves peuvent envoyer sans fil leurs impressions et les surveiller.
J’en ai fait de même sur ma Prusa MK3S à la maison. Il ne me reste plus qu’à vous rédiger un tutoriel.
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L’ensemble des données altimétriques de la Terre est disponible gratuitement sur Internet. Dès lors, pourquoi ne pas les exploiter pour modéliser et imprimer le relief terrestre en 3D? C’est ce qu’a fait notre collègue bernois Gregor Lütolf, qui a imprimé en 3D le canton de Berne au 1:25’000! Les impressions ont été réalisées avec une Ultimaker 2.
Ce travail nécessite néanmoins de maîtriser des logiciels de Système d’Information Géographique (SIG), relativement complexes. Il existe maintenant une méthode plus simple, qui s’appuie sur les données altimétriques de GoogleEarth: Terrain2STL: http://jthatch.com/Terrain2STL/. Ce site web permet en effet de sélectionner un polygone n’importe où dans le monde et de l’exporter au format .stl, donc prêt pour l’impression en 3D. La résolution verticale est de 90m. Voici comment faire.
Aller sur http://jthatch.com/Terrain2STL/ et sélectionner la partie du monde voulue.
Cliquer sur Model Details. Modifier Box size. Ce paramètre permet de sélectionner la taille de la zone de sélection du terrain.
Box Scalling Factor permet d’augmenter la taille de la zone de sélection au-delà de la taille maximum. Cela permet de prendre en compte de très grandes régions; mais souvent, le serveur patine et retourne une erreur avec les très grandes zones.
Box Rotation permet de faire tourner la zone de sélection.
Enfin, et c’est très important, Vertical Scalling permet de modifier le facteur de l’axe Z. Cela permet d’accentuer le relief. Voici un premier exemple:
Dans le cas du Mont Everest, on peut remarquer qu’une échelle de l’axe Z similaire aux axes X et Y suffit pour bien percevoir le relief.
Voici maintenant le cas d’Ecublens et de sa moraine. Avec une échelle 1:1 pour les axe X, Y et Z, la perception du relief est difficile, contrairement à une échelle 4:1 pour l’axe Z.
Évidemment, on ne va pas traiter la Hollande comme le Népal! Une approche pédagogique intéressante, pour la Suisse, est de générer un modèle des Alpes avec un facteur de multiplication de l’axe Z de 2 et de l’imprimer. Puis de refaire la démarche avec un facteur de 1. Dans ce cas, la hauteur des montagnes est proportionnelle aux axes horizontaux. Cela permet de relativiser la hauteur réelle des Alpes…
Enfin, les dernières options Water and Base Settings permettent de baisser le niveau des océans, afin de mettre en évidence les côtes (Water Drop) et d’augmenter la hauteur de la base du modèle 3D (Base Height).
Finalement, il suffit de cliquer sur Create and Download pour générer et télécharger un fichier au format .stl, qui peut ensuite directement être utilisé dans un slicer pour générer les instructions nécessaires à l’imprimante 3D. Le modèle étant souvent de très grande taille, supérieure au volume d’impression maximum d’une imprimante 3D, il convient de le réduire à une taille correcte.
Comme l’axe X et Y ont souvent une résolution supérieure à l’axe Z, il est souvent plus intéressant d’imprimer le fichier verticalement. Attention néanmoins avec des reliefs prononcés, qui s’imprimeront mal, faute de support. C’est le cas dans l’image qui suit, de toutes les parties en rouge.
Le relief vert a été imprimé verticalement. Le blanc horizontalement. L’avantage de l’impression horizontale, même si la résolution est moindre, est que chaque couche fait comme une courbe de niveau.
Sans aller jusqu’à se former sur de complexes systèmes d’information géographique, il est possible de pousser le concept un peu plus loin. Un nouveau site est en effet apparu, similaire à Terrain2STL, mais qui offre beaucoup plus de paramètres de configuration. Enfin, il offre sur l’ensemble de la planète une résolution de 30m au lieu de 90. Ce site se trouve à l’adresse http://touchterrain.geol.iastate.edu/ et a été créé par l’Université de l’Iowa. Il permet entre autres de paramétrer des zones de sélection beaucoup plus finement que les zones préconfigurées de Terrain2STL.
Ceux qui utilisent une imprimante 3D Ultimaker 2 ont remarqué qu’elle est maintenant vendue sous la dénomination Ultimaker 2+. Il s’agit en réalité d’une évolution majeure. On y trouve un nouvel extrudeur, corrigeant les faiblesses de l’ancien (qui a tendance à patiner), un système de fixation de la vitre sur le plateau chauffant qui ne nécessite pas d’outil ou de se casser les ongles pour retirer la vitre et enfin une nouvelle tête d’impression avec un refroidissement optimisé. Mais cette tête est surtout équipée de l’Olsson Block, une invention d’un membre de la communauté Ultimaker. L’Olsson Block permet de changer les buses de l’Ultimaker pour d’autres avec un diamètre différent. On peut ainsi imprimer avec des buses de 0.25mm (impression de grande finesse), 0,4 (buse actuelle), 0.65 et 0.8mm pour du prototypage rapide. Surtout, en cas de buse bouchée, le démontage est extrêmement simple: il suffit de la dévisser.
Ultimaker a eu la bonne idée de vendre un kit d’extension pour transformer une imprimante 3D Ultimaker 2 en 2+. Le kit est onéreux (570 CHF, disponible à la CADEV), mais il est très complet:
Une fois le carton ouvert, on constate qu’on va avoir du travail pour mettre en place le kit…
On trouve un nouvel extrudeur, avec (enfin!) un levier pour débloquer le filament.
Une nouvelle tête, avec des ventilateurs disposés autrement.
Et enfin, les buses interchangeables (la 0.4mm est déjà montée sur la tête).
On trouve en ligne un mode d’emploi en français pour monter le kit.
Après une heure de travail, l’Ultimaker 2 retrouve une nouvelle jeunesse. Il ne faut pas oublier de modifier les paramètres dans Cura et d’envoyer le nouveau firmware. Pour terminer, le tout dernier bénéfice est que l’agaçant petit ventilateur qui tourne en contenu derrière la tête d’impression avec un bruit qui dérange en classe est maintenant presque silencieux!
Ou comment hacker un appareil Soda Stream avec une imprimante 3D.
J’ai toujours aimé l’eau gazeuse, rafraîchissante et désaltérante. Quand j’étais jeune, ce n’était pas compliqué: nous avions des bouteilles en verre, consignées. Une fois vides, on les ramenait au magasin en échange de la consigne (50 centimes). La bouteille avait alors plusieurs cycles de vie: lavée, puis reremplie, elle finissait finalement sa vie en verre recyclé; donc en nouvelle bouteille. Pour les petits contenus, c’était la canette d’alu qui était utilisée.
Vers la fin de mon adolescence, quand sont apparus les premiers ice tea, on a aussi vu apparaître les premières bouteilles en PET (en 1992). Ici, il s’agit de plastique, à base de pétrole. Il faut en effet 1.9 kg de pétrole brut pour fabriquer 1 kg de PET. En Suisse, le taux de recyclage est excellent. Rien qu’en Suisse, ce sont 1,3 milliard de bouteilles qui ont été récupérées en 2015! Cela fait plus de 150 bouteilles pour chaque habitant de ce pays et par année! En tout, cela représente 36’000 tonnes de PET, soit presque 70’000 tonnes de pétrole utilisées pour produire ces bouteilles. Cela correspond au poids de 7’000 RadioBus!
C’est d’autant plus aberrant pour l’eau en bouteille, sachant que l’eau du robinet est d’excellente qualité en Suisse. Celle de la maison est de l’eau de source non chlorée, qui plus est. Seulement voilà; j’aime l’eau gazeuse. J’ai donc finalement fini par acheter un appareil Soda Stream, qui permet de gazéifier l’eau.
Là aussi, les bouteilles sont en PET, plus épaisses, plus lourdes, particulièrement moches et surtout EXCESSIVEMENT ONÉREUSES! Deux bouteilles (vides…) coûtent 20 CHF!
Et évidemment, impossible d’utiliser une bouteille et PET d’eau minérale; très intelligemment, Soda Stream a créé son propre format de pas de vis et de goulot, pour bien rendre ses appareils incompatibles avec le standard des autres bouteilles. Ainsi, le client est obligé d’utiliser ses très chères bouteilles.
Ni une, ni deux, un petit tour sur Thingiverse me permet de trouver un adaptateur bouteille d’eau minérale pour Soda Stream à imprimer.
Et après une heure d’impression 3D, ça marche:
Je peux donc réutiliser mes bouteilles en PET en les remplissant d’eau gazeuse, sans avoir besoin d’acheter les bouteilles Soda Stream.
Petite réalisation de la nuit, en urgence: un film chauffant avec commande thermostatique pour maintenir un émetteur FM placé en montage à température.
Boîtier imprimé cette nuit sur ma K8400; 7 heures d’impression. C’était un one shot; pas le temps d’en réimprimer un second en cas de problème. Heureusement, il est parfaitement ajusté.
Ma femme Carine, pour l’un de ses cours AC sur l’art postal, a besoin d’un faux tampon postal d’Attalens, d’un diamètre de 6.5 cm.
La réalisation d’un tampon sur mesure par une entreprise spécialisée est trop onéreux… et surtout pas dans l’esprit maker.
Voilà le résultat:
Un tampon postal est graphiquement relativement simple. Comme il est réalisé à l’aide d’une découpeuse laser (on le verra plus loin), il nous faut une image vectorielle, au format SVG. Pour la réaliser, on peut utiliser différents logiciels, comme Illustrator (MAC/PC, payant et très cher), Inkscape (MAC/PC, open source et gratuit) ou Intaglio (MAC, payant, mais présent sur le master cantonal vaudois).
Intaglio est clairement le plus simple d’accès (inspiré de l’ancien module vectoriel d’AppleWorks), mais aussi le plus limité en fonctions.
Pour créer le château, j’ai importé une photo et ai simplement suivi les bords avec l’outil Trait.
Le tampon est réalisé en assemblant les différents éléments: texte, château, cercles…
Une fois le tampon réalisé, il faut le mettre en négatif et en miroir, avec le choix de couleur correspondant à la fonction marquage de la découpeuse laser. Comme la découpeuse laser du FabLab de Fribourg est pilotée depuis Inkscape, j’utilise ce programme pour finaliser mon projet.
On envoie ensuite le tout à la découpeuse laser. Il existe une matière de type caoutchouc spéciale pour faire les tampons sur les découpeuses laser. Cette dernière va commencer par graver le tampon, avant de faire un tour de découpe.
La découpe a été réalisée sur la découpeuse laser du FabLab de Fribourg. On trouve aussi des FabLabs à Renens, Nyon, Neuchâtel, Sion, Bienne, Ins, Genève, Berne, ainsi qu’à la HEP Vaud.
La poignée a été créée directement sur Thingiverse. En supprimant le texte; on se retrouve avec un fond plat pour y coller le tampon.
On imprime ensuite la poignée avec une imprimante 3D.
Au final, le résultat donne un tampon personnalisé parfaitement fonctionnel, pour un coût entre 3 et 5 CHF.
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Pour commencer 2017 sur une note positive, je vous propose une belle histoire qui résume tout ce que j’aime dans mon métier: l’esprit maker pour rendre le monde meilleur.
Lorelei, la fille de 5 ans de Bodo Hoenen est tombé gravement malade. Elle a eu son bras gauche presque totalement paralysé. Sans aucune expérience dans le domaine, son papa a décidé de lui créer une prothèse de rééducation myoélectrique à l’aide d’imprimantes 3D et d’Arduino.
Cette prothèse de coude, munie d’un actuateur linéaire, doit aider à la rééducation de Lorelei. Le papa a sollicité et reçu de l’aide de makers du monde entier pour créer cette prothèse. Elle est dix fois plus légère et dix fois moins chère qu’une prothèse standard. Ce qui est particulièrement important pour une enfant de 5 ans en pleine croissance et qui devra donc voir ses prothèses d’adapter à son évolution morphologique.
Son papa a présenté le projet dans cette vidéo:
Où comment un papa se découvre des compétences de makers et expérimente la solidarité de la communauté pour aider sa fille. Le travail réalisé, autant par le papa que par Lorelei est impressionnant.
Vous pouvez suivre le projet sur la page Facebook du papa: « Our kids can do anything ».
