Comme le sujet n’est pas spécifiquement pédagogique, j’ai publié sur mon blog personnel un article avec des conseils pour prolonger la durée de vie de sa découpeuse laser. A lire, surtout si vous débutez!
Quelle découpeuse laser pour les écoles? Partie 3: quels modèles de découpeuses choisir?
Cet article fait suite à la première partie: qu’est-ce qu’une découpeuse laser et à la seconde partie: quels sont les usages scolaires. Il est temps maintenant de s’intéresser aux différents choix de découpeuses qui s’offrent aux écoles et aux enseignants. Attention, les choix ci-dessous ne sont pas exhaustifs, mais représentent ce qui, à mon sens, ce qui est le plus recommandable pour les écoles en mai 2024. Dernière précision: ces choix sont issus de longues et passionnantes discussions avec mon compère Stephan Cuttelod, que je remercie ici. Le marché évolue vite, les modèles aussi. Les prix baissent aussi rapidement dans certaines gammes.
Les découpeuses qu’il ne faut surtout pas utiliser en classe!
Quelle idée de commencer une liste de recommandations par ce qu’il ne faut (surtout!) pas emmener en classe!
Les découpeuses laser qui ne sont pas de classe 1
Les types de découpeuses laser ci-dessous devraient être formellement interdits en classe!
Ces découpeuses laser n’offrent pas d’enceinte de protection suffisante pour protéger les yeux et des brûlures. Ces découpeuses n’offrent pas non plus d’évacuation des fumées hors de la classe; or ces dernières peuvent être toxiques. Je sais que c’est frustrant, surtout que ces découpeuses ne coûtent pas cher.
Pour être employée en classe, une découpeuse laser devrait:
- Etre certifiée classe 1. En dehors de cette classe, des mesures de sécurité particulière pour les personnes présentent doivent être prises, en particulier la protection des yeux. Or, la paire de lunettes souvent fournie avec ces découpeuses ne répondent à strictement aucune norme de sécurité. Pour utiliser en classe une découpeuse laser qui ne serait pas de classe 1, il faudrait donc équiper chaque élève d’une paire de très chères lunettes de protection certifiées. Au final, l’achat d’une découpeuse laser de classe 1 revient bien moins cher.
- Avoir une évacuation des fumées. Même en n’utilisant que du bois massif, les découpeuses dégagent d’importantes quantités de fumées. Quand on utilise du contreplaqué ou du MDF, on ajoute à cela des colles nocives. On ne parlera alors même pas de l’acrylique. Enfin, on peut se tromper de matière et donc générer du chlore, ou pire, du cyanure. On comprendra dès lors qu’une bonne évacuation des fumées est importante pour la santé de toutes les personnes présentes en classe.
En utilisant de telles découpeuses laser en classe, l’enseignant engage sa propre responsabilité en cas de problème.
Les découpeuses laser CO2
J’utilise depuis plus de 10 ans des découpeuses laser à CO2 dans des FabLab. Mon école en est équipée et j’en possède une; je pense donc avoir une assez bonne vision d’ensemble sur cette technologie. Elle a de nombreux avantages: fortes puissances, rapidité de travail, variété de matériaux pouvant être découpés, comme l’acrylique. Néanmoins, c’est une technologie qui demande de l’entretien, mais aussi des réglages réguliers, qui requièrent des compétences solides. Si personne ne les a dans l’établissement, au moindre problème, la découpeuse prendra la poussière. C’est pourquoi le choix d’une découpeuse laser au CO2 doit être mûrement réfléchi. Dans tous les cas, il faudra éviter pour d’évidentes raisons de sécurité les découpeuses laser bon marché d’origine chinoise, comme les K40.
Quels sont les choix qui s’offrent à nous, et à des prix abordables? Voici les modèles que j’ai sélectionnés avec comme principal critère la facilité d’utilisation et de maintenance. Ils offrent aussi un service après-vente et possèdent de très nombreux tutoriels vidéo sur YouTube. Ils offrent toutes les conditions de sécurité recherchée et offre de nombreux accessoires. Enfin, ces modèles sont disponibles en Suisse et peuvent donc être commandés avec une facture suisse.
| Flux Beamo | Flux Beambox | Flux Beambox Pro | xTool P2 | |
|---|---|---|---|---|
 |  |  |  | |
| Classe de sécurité | 1 | 1 | 1 | 1 |
| Puissance | 30 W | 40W | 50W | 55W |
| Surface de travail | 300 x 210 mm | 400 x 375 mm | 600 x 375 mm | 680 x 360 mm |
| Profondeur de l’espace de travail | 45 mm | 80 mm | 80 mm | 71 mm 215 mm avec extension |
| Epaisseur de coupe max (indicatif) | 3 mm | 5 mm | 8 mm | 12 mm |
| Vitesse max | 300 mm/s | 300 mm/s | 300 mm/s | 600 mm/s |
| Outil rotatif | En option | En option | En option | En option |
| Caméra | ✓ | ✓ | ✓ | ✓ |
| Autofocus | ✓ | ✓ | ✓ | ✓ + gravure en courbes |
| Refroidissement | A eau. Intégré | A eau. Intégré | A eau. Intégré | A eau. Intégré |
| Connexion | WiF i/ Ethernet | WiF i/ Ethernet | WiFi / Ethernet | WiFi / USB / Ethernet |
| Logiciel | Propriétaire | Propriétaire | Propriétaire | Propriétaire et Lightburn |
| Prix indicatif | 2’250 CHF | 3’800 CHF | 4’650 CHF | 4’400 CHF |
| Fournisseur suisse | Educatec | Educatec | Educatec | Digitec |
| L’avis de Fred | Bonne machine d’entrée de gamme à un prix raisonnable. Le choix pour un petit budget | La plus polyvalente et la plus puissante. Evolutive avec de nombreux accessoires. |
Les découpeuses laser à diodes
Les découpeuses laser à diodes ont comme principaux avantages leur facilité d’utilisation et d’entretien, leur faible encombrement, pour une surface de travail très honorable. A nouveau, les critères de choix prennent en compte la sécurité d’utilisation en milieu scolaire, mais aussi la polyvalence et la qualité des machines.
| Creality Falcon2 Pro 40W | Creality Falcon2 Pro 60W | xTool S1 Blue | Flux Ador | |
|---|---|---|---|---|
| Classe de sécurité | 1 | 1 | 1 | 1 |
| Puissance | 40 W | 60 W | 40 W | 20 W |
| Surface de travail | 400 x 415 mm | 400 x 400 mm | 498 x 319 mm | 430 x 290 mm |
| Profondeur de l’espace de travail | Inconnu | Inconnu | 42 mm 125 mm avec extension | 30 mm |
| Epaisseur de coupe max (indicatif) | 20 mm | 22 mm (bois) 30 mm (acrylique noir). 0.2 mm (acier) | 18 mm | 15 mm |
| Vitesse max | 400 mm/s | 700 mm/s | 600 mm/s | 400 mm/s |
| Caméra | ✓ | ✓ | ✓ | ✓ |
| Autofocus | ✗ | ✗ | ✓ | ✓ |
| Air assist | ✓ | ✓ | Inconnu | ✓ |
| Laser supplémentaire | 1.6 W pour les détails fourni | 1.6 W pour les détails fourni | 2 W IR pour le métal (en option) | 2 W IR pour le métal (en option) |
| Outil rotatif | En option | En option | Fourni, selon kit choisi | Non |
| Particularité | Lit adaptable et tiroir pour évacuation des déchets | Pas encore en vente en Suisse (précommande) | Peut graver sur des surfaces courbes | Découpe et imprime en couleur en même temps (en option) |
| Connexion | USB | USB | USB / WiFi | USB / WiFi |
| Logiciel | Lightburn LaserGRBL | Lightburn LaserGRBL | Lightburn LaserGRBL | Propriétaire |
| Prix indicatif | 1’700 CHF | 2’900 CHF | 2’400 CHF | 1’400 CHF |
| Fournisseur | Digitec | 3djake.ch | Jasando | Educatec |
| L’avis de Fred | A mon sens, c’est le meilleur rapport qualité/prix. La machine est facile à mettre en oeuvre. L’absence d’autofocus supprime une cause de panne et le réglage est simple | C’est l’imprimante la plus puissante. Vu les limitations des lasers diode (pas de découpe d’acrylique transparent, par exemple) et vu le prix, l’alternative d’une laser CO2 est à envisager | C’est la découpeuse à diode la plus polyvalente. Néanmoins, la largeur de découpe est limitée. | C’est l’OVNI de la gamme, la seule découpeuse à offrir la fonction impression + découpe. Attention au prix des consommables et aux matériaux compatibles |
Conclusion
On constate une course à la puissance des découpeuses à diode. Or, pour 95% du travail effectué en classe, c’est inutile. Il est extrêmement rare de découper des épaisseurs de matériaux dépassant les 8 à 10 mm. Enfin, pour de la gravure, de telles puissances sont inutiles. Par ailleurs, il s’agit de se poser aussi la question de la longévité de ces étages de diodes qui permettent d’arriver à de telles puissances. On manque encore de recul sur ce point.
Les principaux critères de choix seront donc:
- Quels seront les matériaux utilisés? Si on prévoit la découpe régulière d’acrylique transparent, il faut s’orienter vers une découpeuse à CO2. Idem si on prévoit le marquage du métal (attention: aucune des découpeuses présentées ici ne peut « graver » le métal).
- Quels seront les travaux réalisés avec la découpeuse? La taille de ceux-ci va aussi influencer sur le choix de la découpeuse. Je travaille régulièrement avec une Falcon 2 22W, et j’apprécie la grande surface de son lit, similaire aux modèles Pro. Et c’est aussi un avantage, je trouve, de pouvoir avoir la même taille en largeur et en longueur.
- Quel est le niveau de compétence des enseignants qui vont utiliser les découpeuses laser? Les découpeuses à CO2 sont plus contraignantes et demandent plus de maintenance et des compétences techniques plus poussées.
Il reste un point encore à éclaircir: l’accès aux pièces de rechange et aux accessoires en Suisse. Pour cela, il faudra regarder au cas par cas.
Les modèles présentés ont été choisis parce qu’ils respectent la classe 1 en matière de sécurité, mais aussi parce qu’ils sont disponibles en Suisse. Enfin, j’ai volontairement choisi des fabricants qui ont déjà plusieurs années d’expérience et qui ont une bonne réputation en matière de qualité. J’ai volontairement écarté les lasers de l’entreprise Glowforge, car toute impression passe par les serveurs de Glowforge. La découpeuse doit en effet être connectée à Internet. L’utilisateur, lorsqu’il envoie une découpe, l’envoie aux serveurs de l’entreprise, sur lesquels la découpeuse va les chercher. Avec les systèmes de sécurité mis sur certains réseaux des écoles (comme le réseau EDU-VD vaudois), cela peut poser problème. Par ailleurs, il y a une inconnue quant à la protection des données. Enfin, si l’entreprise met la clé sous la porte et éteint ses serveurs, les (très chères) découpeuses ne peuvent plus servir.
Et ensuite?
Le marché de la découpeuse laser pour particuliers est très jeune, en particulier pour des lasers répondant à la classe 1. Celui-ci va certainement encore beaucoup bouger ces prochains temps. D’autres acteurs vont très certainement arriver sur ce marché. On peut par exemple penser à l’entreprise Silhouette ou à Bambu Lab, spécialisée, comme l’était Creality, dans les imprimantes 3D. Je n’ai pas non plus parlé de la Snapmaker Artisan, qui fait trois-en-un: imprimante 3D, CNC et découpeuse laser (classe 1). Je pense que ce modèle nécessite un article à lui tout seul.
Quelle découpeuse laser pour les écoles? Partie 2: quels sont les usages scolaires?
Cet article fait suite à la première partie: qu’est-ce qu’une découpeuse laser. Après avoir vu les différents types de découpeuses laser, il faut s’intéresser à l’usage pédagogique qu’on peut en faire. Ainsi, cela permettra de définir les meilleurs choix qualitatifs et pédagogiques pour choisir un modèle de découpeuse laser. Je précise que je me focalise ici sur l’école obligatoire, en particulier pour la classe d’âge des élèves de 12 à 16 ans, mais il est possible d’extrapoler pour des élèves d’autres catégories d’âge. Cet article est plus orienté pédagogie et moins technique.
Une découpeuse laser, tout comme une imprimante 3D ou une Silhouette Cameo, a principalement deux usages distincts:
- L’usage par les enseignants pour la conception et la fabrication de matériel pédagogique
- L’utilisation en classe par les élèves comme outil pédagogique en lien avec l’enseignement.
Usage par les enseignants
Prise en main
Souvent, lorsqu’une découpeuse laser (ou toute autre machine-outil) arrive à l’école, les enseignants commencent par l’utiliser eux-mêmes, pour des projets personnels ou pour la fabrication de matériel pédagogique pour leur enseignement. Ces deux usages sont à encourager. En effet, cela permet à l’enseignant d’acquérir de l’expérience sur l’usage des découpeuses laser, des différents matériaux et des contraintes que cela implique. Cette expérience acquise vise à les sécuriser dans leurs compétences techniques afin de diminuer au maximum les problèmes une fois que ces machines seront utilisées en présence des élèves. L’enseignant doit en priorité pouvoir se concentrer sur son cours et sur la sécurité. Il faut toujours garder à l’esprit qu’un enseignant qui teste et utilise des outils, surtout informatiques, même pour son usage personnel, c’est un enseignant qui apprend et monte en compétence.
Une autre approche vient souvent de l’enseignant curieux qui s’équipe pour son usage personnel, puis prend son matériel en classe pour un usage avec les élèves. On a vu cela à de très nombreuses reprises avec les Silhouette Cameo et les imprimantes 3D. L’enseignant acquiert des compétences avec un usage privé (mais souvent en lien avec son travail) puis, une fois l’outil maîtrisé, décide de l’utiliser avec des élèves. Il n’y a rien d’étonnant à cela. L’enseignement est souvent un métier de passionnés qui essaient de partager leurs passions avec leurs élèves. On a ainsi vu des enseignants faire de la photo argentique, du cinéma, du cirque, de l’escalade, du théâtre, des comédies musicales, de la robotique, de l’électronique et bien d’autres choses avec leurs élèves, parce qu’ils sont passionnés par cela et surtout compétents. Ils arrivent ainsi à mettre en place un démarche pédagogique, souvent par projets, qui permet d’intégrer et travailler les objectifs pédagogiques d’une manière innovante et motivante pour les élèves.
Quelques exemples de réalisations par des enseignants pour les élèves
Il est possible de créer des plateaux de jeu, des formes géométriques pour des travaux de mathématique, découper des cartes, créer et personnaliser des panneaux d’activités, des boîtes de rangement, des pièces de jeu personnalisées, mais aussi des tampons ou couper du tissu…
Les découpeuses laser ont ainsi toute leur pertinence en ACT/ACM. En effet, cela permet de créer des kits en contreplaqués qui serviront de base aux élèves pour travailler différentes techniques créatives. On le sait, on trouve ces kits par exemple chez Opitec. Mais ils sont souvent onéreux et avec la réduction des budgets, cela devient difficile de les commander. Or, on peut réaliser ses kits personnalisés en contreplaqués avec une découpeuse laser. Voici un exemple parlant: fabrication et décoration d’un coucou:
Le coucou a été dessiné sur un logiciel de dessin vectoriel ou de dessin 3D et exporté en SVG ou DXF avant d’être découpé sur du contreplaqué 4mm. Ce dernier est très bon marché et convient bien.
Les élèves peuvent ensuite décorer le coucou avec différentes techniques, selon leurs envies.
Photos: carinebricole.ch
Les enseignants n’ont pas forcément les compétences techniques nécessaires pour réaliser les modèles. Par contre, il est possible de trouver pour une poignée de francs (souvent moins de 3 francs) des milliers de modèles prêts à découper sur la plateforme Etsy. Le problème étant la difficulté à se faire rembourser ensuite par son employeur.
Voici un exemple d’un calendrier perpétuel venant de la plateforme Etsy et qui a servi de base pour un double travail de création en art visuel et en ACT, avec la technique de la peinture sur soie. Il s’agissait de représenter sa famille.
Photos: carinebricole.ch
A ce stade, il me paraît important d’ajouter une précision: la découpeuse laser ne se substitue pas aux apprentissages des élèves; ici, celui de découper avec une scie à chantourner. Dans le cas du coucou et du calendrier perpétuel, il serait complètement illusoire et pédagogiquement contre-productif de demander à des élèves de 4 et 5P de réaliser des découpes aussi complexes. Ce n’est du reste pas dans les objectifs de ces deux réalisations. Ce qui a été réalisé à la découpeuse laser ne sert que de support créatif, comme le serait une feuille de papier. Mais au contraire d’une feuille de papier, le coucou et le calendrier apportent un contexte et un but à la création et donc un facteur de motivation pour l’élève. En effet, l’activité et ses apprentissages sont inscrits dans la réalisation d’un objet hors du commun, tout en travaillant plusieurs techniques manuelles et créatives. Les retours très positifs des parents en sont la preuve. On aurait pu, dans le cadre du coucou, se contenter de réaliser uniquement le petit jardin au pied du coucou. Mais ce dernier apporte tout le contexte et surtout une page blanche pour laisser la créativité des élèves s’exprimer. La diversité des créations parle d’elle-même. A noter encore que le support permet le travail de nombreuses techniques. Si elle avait été équipée, l’enseignante aurait pu, par exemple, faire de la pyrogravure pour la décoration. Dernier point important: dans le cas du coucou et du calendrier, l’enseignante a montré aux élèves une vidéo du processus de fabrication à la découpeuse laser, tout en l’expliquant. Enfin, n’oublions pas le fait que les élèves doivent poncer et coller les objets, avec précision.
L’un des usages les plus intéressants d’une découpeuse laser est la personnalisation d’objets réalisés par les élèves. Et ici, l’enseignant n’a pas besoin de compétences numériques étendues. Il lui suffit de savoir scanner. L’élève réalise sa décoration au feutre noir, l’enseignant scanne le dessin, le met à la bonne taille et le grave sur la matière. Cela peut être du bois, mais aussi de nombreuses autres matières, comme du cuir. Dans l’exemple ci-dessous, les élèves ont réalisé des petites balles en cuir, qui ont été personnalisées par leurs soins à la découpeuse laser:
Dans l’exemple suivant, l’enseignante avait comme projet de faire réaliser aux élèves un petit porte-monnaie en cuir. Les élèves choisissaient alors leur cuir, dessinaient au feutre noir leur décoration personnalisée, qui était ensuite scannée. L’enseignante pouvait alors ajouter du texte à l’ordinateur, avant de graver le tout.
Photos: carinebricole.ch
N’oublions enfin pas tous les petites utilisations pour la vie scolaire d’un établissement, à commencer par la réalisation de prix personnalisés.
A savoir que ces prix ont été réalisés avec le logiciel Silhouette Studio. Beaucoup d’élèves connaissent ce logiciel, puisque l’ayant utilisé en cours d’ACT/ACM, quand ils ont eu la chance d’avoir des enseignantes et enseignants qui utilisent des Silhouette Cameo et disposent d’ordinateurs pour permettre aux élèves de créer leurs modèles. Ici, il suffit d’avoir un seul ordinateur avec la licence Business pour pouvoir ouvrir les projets d’élèves et les exporter en SVG pour la découpeuse laser. Le processus de création est expliqué ici.
Usage par les élèves
Parlons de sécurité
Si on peut mettre facilement entre les mains des élèves une Silhouette Cameo, une imprimante 3D, un télescope ou un appareil de photo 35mm, je pense que ce n’est pas le cas des gravures/découpeuses laser. Il y a un risque très important de blessures: brûlures, bien sûr, mais surtout de dommages permanents au niveau des yeux.
Petit aparté: certains collègues et moi avons souvent été effarés du manque de sécurité (disons plutôt de l’absence totale de sécurité) lors d’usage de lasers pour des cours d’optique en science. Imaginez alors utiliser un laser de 40W sans aucune sécurité qui pourrait définitivement endommager l’oeil d’un élève en une fraction de seconde.
Les lasers, selon leur puissance et risque, entrent dans différentes classes de 1 à 4, cette dernière étant la plus dangereuse. La SUVA a rédigé une excellente documentation disponible ici.
C’est pourquoi l’encadrement des élèves avec une découpeuse laser est indispensable, comme cela serait le cas en atelier de travaux manuels avec un tour, un poste à braser ou toute autre machine représentant des risques.
Exemples d’usage de la découpeuse laser par des élèves
On peut trouver de nombreux exemples d’usages pour des découpeuses laser dans l’excellent article « Revolutionizing Education through Laser Cutting & Engraving: Ignite the Maker Spirit in Students » de Lev Uzlaner.
Outre la personnalisation d’objets, comme nous l’avons déjà vu, les élèves peuvent utiliser la découpeuse laser au même titre qu’une imprimante 3D: pour réaliser des objets qu’ils auraient dessinés et réaliser des prototypes rapidement. Contrairement à la réalisation d’un objet en 3 dimensions destiné à l’imprimante 3D, l’usage de la découpeuse laser va ajouter une difficulté supplémentaire: penser 3D à partir d’éléments 2D. On est dans le même concept qu’un kit de meuble Ikea à plat, qui une fois monté, donnera une armoire en 3D (quand tout va bien…). Des notions d’assemblage entrent alors en jeu, ainsi que de tolérances.
Prenons un exemple: la consigne donnée aux élèves était de réaliser une catapulte, avec le moins de colle possible. La surface au sol totale de la catapulte ne devait pas excéder une feuille A4.
Les élèves ont préparé leurs dessins en 2D sur Shapr3D. Ils ont ensuite utilisé la découpeuse laser pour réaliser des prototypes, souvent nombreux. Pour limiter les coûts et surtout accélérer le temps de découpe, les prototypes sont découpés dans du carton de récupération. L’épaisseur ne correspond naturellement pas, mais cela permet déjà de contrôler à moindres frais la taille des différents éléments.
Pour terminer, voici un dernier exemple: un élève avait comme projet d’examen de construire un radio-réveil avec mise l’heure automatique et affichage de la température. Il a décidé de réaliser le boîtier de son réveil en acrylique à la découpeuse laser.
Bilan
A la lecture de ce qui précède, la conclusion sera que tout comme une imprimante 3D ou une Silhouette Caméo, une découpeuse laser n’est pas indispensable dans une école. Néanmoins, elle ouvre aux enseignants et aux élèves une nouvelle fenêtre d’opportunités et de possibilités pédagogiques, tout en donnant corps à une réalité physique et concrète à l’éducation numérique. Enfin, n’oublions pas les compétences en mathématiques mobilisées par les élèves quand ils créent des modèles pour la découpeuse laser. Dernier point, qui me tient particulièrement à cœur; tout comme la Silhouette Cameo ou l’imprimante 3D, l’utilisation d’une découpeuse laser par les élèves les sensibilise à cette notion de machine-outil, qui est fondamentale et pourtant invisible dans notre société. En effet, lorsque les tâches simples et répétitives sont automatisées, cela ajoute une plus-value au geste et au savoir-faire de l’artisan.
Remerciements
- A Carine, qui a accepté de tester de nombreuses activités impliquant une découpeuse laser durant ses cours d’ACT en primaire.
- A Colin et Jonathan, enseignants de travaux manuels à Ecublens, pour m’accompagner dans mes projets bizarres.
- Aux Ecoles d’Ecublens et à la Commune d’Ecublens, qui ont rendu possible l’installation d’une découpeuse laser XL dans les ateliers de travaux manuels.
- A Stephan, pour la relecture et ses commentaires pertinents.
Quelle découpeuse laser pour les écoles? Partie 1: qu’est-ce qu’une découpeuse laser
L’école a souvent été le reflet de l’évolution de la société en intégrant les dernières technologies au service de la pédagogie plus ou moins rapidement. On peut citer naturellement la calculatrice, l’ordinateur, mais aussi les imprimantes. Ont suivi les robots, Internet, Wikipedia, les tablettes, les beamers, les écrans interactifs. Souvent, ce sont des enseignants convaincus qui font leusr premiers essais pédagogiques dans leur coin, la plupart du temps avec leur propre matériel. Puis des évaluations pédagogiques sont faites, et les technologies sont adoptées, rejetées ou déployées à large échelle, au grès des courants pédagogiques et politiques.
Dernièrement, ce sont les imprimantes 3D et les plotters à découper, comme les Silhouette Cameo, qui ont massivement intégré nos écoles. Nous voyons une démocratisation des outils industriels, avec un plongeon des prix et simplification de leurs usages, avec une adaptation des logiciels pour le grand public. Les prochaines machines qui commencent à arriver dans les écoles sont les CNC et les découpeuses laser. Dans cet article, je me concentrerai sur les découpeuses.
Qu’est-ce qu’une découpeuse laser?
La découpeuse laser, aussi appelée graveuse laser, permet de découper et graver différents matériaux à l’aide d’un laser monté sur des axes X et Y.
Selon le type de laser et sa puissance, on peut découper du bois, du contreplaqué, du plexi, du carton, du cuir et graver ces mêmes matières, ainsi que le verre, l’ardoise, la pierre ou le métal. Pour cela, on va partir d’un fichier 2D vectoriel.
Quels sont les types de découpeuses laser?
On peut globalement séparer les découpeuses laser en 3 catégories:
Laser CO2
Cette technologie est basée sur un tube laser, qui génère un rayon infrarouge (donc invisible). Ce rayon est ensuite dirigé par une série de miroirs sur une tête de découpe, qui contient une lentille qui va focaliser le rayon.
On va retrouver des petites découpeuses sans marque chinoise (en général de 40W, les fameuses K40), jusqu’à des découpeuses professionnelles de plusieurs centaines de Watts de puissance.
Il y a autant de différence entre une K40 et une Trotec, en matière de sécurité, de fiabilité, de prix et de coût d’entretien, qu’entre une 2CV et une Rolls-Royce. Je vous invite du reste, au sujet du prix, à consulter l’article suivant. La Trotec est la découpeuse de référence dans de nombreux FabLabs suisses.
Avantages des découpeuses laser CO2:
- Précision élevée : Les découpeuses laser CO2 permettent des coupes très précises, même sur des détails fins, ce qui est idéal pour des applications complexes et délicates.
- Polyvalence : Ces machines peuvent couper une grande variété de matériaux non métalliques comme le bois, le plastique, le verre, le papier, et même certains métaux fins, rendant l’équipement adapté à divers secteurs.
- Qualité de coupe : La qualité des bords de coupe est généralement très élevée, avec peu ou pas d’ébarbage, ce qui réduit le besoin de finitions supplémentaires.
- Non-contact : La découpe laser est une méthode non-contact, ce qui signifie qu’il y a moins d’usure sur l’outil et pas de déformation du matériau due à une pression physique.
- Automatisation et répétabilité : La découpe laser CO2 peut être facilement automatisée et intégrée dans des systèmes de fabrication numérique, permettant une grande répétabilité et efficacité dans la production.
Inconvénients des découpeuses laser CO2
- Coût initial élevé : L’achat et l’installation d’une découpeuse laser CO2 peuvent représenter un investissement initial considérable. En effet, il faut impérativement éviter les découpeuses lasers chinoises sans marque, qui présentent de très grands risques pour la sécurité.
- Coûts de fonctionnement : Les composants de la machine, comme les miroirs et les lentilles, peuvent s’user et nécessiter des remplacements périodiques. Les coûts de fonctionnement peuvent donc être élevés. Par exemple, un tube CO2 doit être remplacé régulièrement (5’000 à 10’000 heures de fonctionnement). Un tube laser de 100W coûte plus de 1’000 CHF et est très difficile à trouver en Suisse. Il en est de même pour les miroirs et les lentilles. Il faut pouvoir s’approvisionner directement en Chine.
- Encombrement : les découpeuses laser CO2 sont souvent très encombrantes et lourd. Par ailleurs, elles nécessitent impérativement un système de refroidissement à eau externe. Elles sont difficiles à déplacer et nécessitent une remise en service à chaque déplacement.
- Limitation de matériaux : Bien qu’elles soient polyvalentes, les découpeuses laser CO2 ne sont pas idéales pour tous les types de matériaux, notamment certains métaux épais ou réfléchissants qui peuvent nécessiter un laser de type différent (comme un laser à fibre).
- Sécurité : Le rayon laser est invisible. Il faut donc impérativement un interrupteur de sécurité lors de l’ouverture de l’enceinte de protection. Les découpeuses laser chinoises présentent de très nombreux risques de sécurité (électrique, incendie,…).
- Compétences nécessaires : si l’usage d’une découpeuse laser CO2 est relativement simple, sa maintenance et les réglages périodiques nécessitent de solides compétences et de l’expérience. Une mauvaise manipulation peut détruire le tube laser.
Découpeuses laser à diodes
Les premières découpeuses à diode (en l’occurrence des graveuses) ont été bricolées à partir de composants de graveurs DVD. En particulier, il s’agissait d’utiliser la diode qui permettait de graver les DVD. Des châssis spécifiques ont ensuite été conçus et des diodes toujours plus puissantes utilisées. Actuellement, on peut monter jusqu’à des puissances de 40W en combinant le rayon de plusieurs diodes.
On trouve des découpeuses laser à diode « nues » à petit prix. Ces dernières sont beaucoup trop dangereuses pour un usage scolaire.
Depuis peu, les principaux fabricants (Creality, Xtool) commencent à proposer des lasers à diode enfermés dans une enceinte avec suffisamment de sécurités pour obtenir la certification Laser Classe 1, ce qui les rend utilisables en toute sécurité en classe.
Avantages des découpeuses laser à diodes
- Coûts réduits : les découpeuses laser à diode sont beaucoup plus simples que celles avec un tube CO2. Elles sont donc d’un coût bien inférieur. Pour une découpeuse compatible avec un travail en présence d’élèves, on commence avec un prix de 1500 CHF.
- Taille compacte : Les systèmes à diode sont souvent plus compacts et légers que leurs homologues CO2, ce qui les rend idéaux pour un usage en classe. Ils sont aussi facilement transportables d’une classe à l’autre selon les besoins de l’école. Par ailleurs, les découpeuses laser à diode ne nécessitent pas de l’encombrant refroidissement par eau.
- Maintenance réduite : Les lasers à diode nécessitent généralement moins de maintenance que les lasers CO2, car ils ont moins de composants optiques sensibles (comme les miroirs) qui doivent être nettoyés et alignés régulièrement.
- Longue durée de vie : Les diodes laser peuvent avoir une durée de vie plus longue en termes d’heures d’opération avant de nécessiter un remplacement, contribuant à réduire les coûts à long terme.
- Bonne pour les matériaux fins : Les découpeuses laser à diode sont particulièrement efficaces pour la découpe de matériaux fins et délicats, offrant une bonne qualité de coupe avec un minimum de dommages thermiques sur les bords. C’est aussi particulièrement le cas pour les gravures.
- Faciles à mettre en oeuvre : le fonctionnement des découpeuses laser à diode est relativement simple. Un enseignant peut facilement l’utiliser et faire la maintenance.
Inconvénients des découpeuses laser à diodes
- Puissance limitée : Les lasers à diode offrent généralement moins de puissance que les lasers CO2, ce qui limite leur capacité à couper des matériaux épais ou très réfléchissants.
- Surface de coupe restreinte : souvent la surface de travail d’une découpeuse laser à diode est limitée à environ 40x40cm.
- Gamme de matériaux restreinte : En raison de leur puissance limitée et de la longueur d’onde spécifique du laser, les découpeuses à diode ne sont pas aussi polyvalentes que les lasers CO2 pour travailler avec une large gamme de matériaux. Il est par exemple très difficile de découper du Plexiglas ou de l’acrylique transparents.
- Vitesse de découpe : Les vitesses de découpe peuvent être plus lentes, particulièrement pour des matériaux plus épais, en raison de la puissance limitée disponible.
- Qualité de coupe variable : La qualité de la coupe peut varier en fonction du matériau et de l’épaisseur, avec parfois des bords moins nets ou plus de dommages thermiques comparés à ceux obtenus avec un laser CO2 plus puissant.
Graveuses laser fibre
Je mentionne juste en passant les graveuses laser fibre. Leur usage est très spécifique: la gravure, en particulier sur métal, pour des médaillons, par exemple. Ces machines travaillent sur des surfaces réduites et ne sont pas adaptées pour la découpe. Dès lors, je ne les intègre pas dans cette étude.
Dans cette première partie, je vous ai exposé les principaux types de découpeuses laser potentiellement à disposition des écoles. Dans la prochaine partie, je vais aborder les usages des découpeuses laser et, en fonction, le ou les choix idéaux pour une école.
La Nuit des Artistes d’Ecublens, côté régie
Après 6 ans d’absence, la Nuit des Artistes et de retour à Ecublens. 25 artistes se sont produits le 21 mars à l’Espace Nicollier. La régie audio et lumière était assurée par Michael, l’employé communal qui a fait un travail incroyable pour entièrement refaire toute la partie audio et lumière de l’Espace Nicollier. Cette Nuit des Artistes était le premier test grandeur nature.
Pour corser le tout, j’ai installé une régie vidéo, qui reprenait le son de la régie audio, avec 4 caméras, dont deux opérées par des élèves. L’une d’elle était sur scène pour réaliser des gros plans. L’image était projetée de chaque côté de la scène sur des écrans. Cela a permis de réaliser des plans incroyable. Le spectacle étant filmé en entier, les artistes recevront un accès pour revoir l’entier de la Nuit des Artistes.
Le matériel vidéo a été fourni par le RadioBus. Le test ayant réussi, cela nous permet de pouvoir dès maintenant proposer aux écoles vaudoises le matériel pour la captation de leurs spectacles: une régie vidéo, les écrans, l’enregistreur, 4 caméras HD et tout le câblage. Nous proposons même la possibilité de streamer en direct la vidéo.
A mon grand regret, je ne peux pas vous montrer le résultat, pour des question de protection du droit à l’image des élèves. Mais le résultat est vraiment bon. Et les élèves l’étaient aussi!
J’ai réalisé les prix avec ma découpeuse laser. Mon collègue, prof de TM, a créé les socles.
L’Atelier de Fred, mon espace personnel
Depuis la création de Mitic.education, j’ai partagé de nombreuses astuces, tutoriels et ressources en lien avec l’informatique pédagogique, dans pas moins de 332 articles. Ce site prends la suite du précédent, edurobot.ch, qui m’a permis d’offrir aux collègues enseignants de nombreuses ressources pour le déploiement de la robotique dans l’enseignement.
Mais il n’y a pas que les MITIC scolaires, il y a aussi mon aventure de maker. L’aventure continue sur L’atelier de Fred pour mes projets personnels.
Créer un trophée scolaire avec Silhouette Studio et une découpeuse laser
Celles et ceux qui suivent ce blog ont probablement vu que j’utilise Silhouette Studio pour créer des objets pour la découpeuse laser. C’est en effet l’un des meilleurs logiciels de vectorisation, et surtout un logiciel de dessin vectoriel très simple.
Aujourd’hui, je dois créer un trophée pour un concours d’écritures de nouvelles dans mon école. Les géniales bibliothécaires de mon établissement m’ont demandé cela:
Bon, vu la finesse du bec de la plume: aucune chance. Idem pour l’écriture, malgré notre excellente Prusa. Ce serait beaucoup de travail pour un résultat fragile et décevant. Par contre, nous avons la chance, dans mon école, d’avoir une découpeuse laser, en plus des deux imprimantes 3D. Et là, il y a quelque chose à faire en Plexiglas. Voici un exemple:
La carte d’invitation ci-dessus a été réalisée avec Silhouette Studio. Les images ont été vectorisées et le texte ajouté.
J’ai donc proposé un trophée réalisé en Plexiglas transparent, avec un support en bois. L’idée est d’utiliser le logiciel de la Silhouette Cameo, à portée de tous les enseignants.
Etape 1: Dessiner le trophée
Pour cette étape, pas de problème pour qui sait utiliser une Silhouette Cameo. On importe, vectorise, dessine, écrit. Cela peut se faire sur la version gratuite Silhouette Studio, qui reste l’un des meilleurs outils de vectorisation. On met déjà en couleurs différentes les différents calques. Ici: rouge = coupe, noir = gravure.
Je suis parti d’un dessin de plume, vectorisé. Le socle est un rectangle. J’ai utilisé l’outil offset pour réaliser le tour de la plume. J’ai fusionné le rectangle et le tour de la plume. J’ai ensuite corrigé certains points et ajouté des arrondis sur le rectangle.
Etape 2: Export SVG
La découpeuse laser a besoin d’un dessin au format SVG. L’export n’est possible qu’avec la version Buisness de Silhouette Studio. La bonne nouvelle: il suffit d’un ordinateur équipé dans l’école pour pouvoir le faire, en ouvrant le fichier Silhouette Studio réalisé sur un autre ordinateur. C’est notre cas dans mon école: 3 ordinateurs ont la licence Buisness et j’en ai une à titre personnel. Sinon, on peut demander à une connaissance qui la possède (par exemple moi…) ou à un FabLab (j’y reviendrai).
Etape 3: import dans le logiciel de découpe et prototype
Pour le moment, je n’ai fait qu’un prototype en contreplaqué, moins cher que le pexi. Après validation, le projet définitif sera réalisé en plexiglas. Le plexi que nous utilisons a exactement la même épaisseur que celle de la lame de la scie circulaire de la salle des Travaux Manuels de l’école. La réalisation du socle en bois sera donc très simple. Le prototype a été réalisé sur ma découpeuse laser personnelle. Le projet final sera fait sur celle de l’école.
Et voici le prototype en Plexiglas, réalisé dans une chute.
Il reste le socle à faire en bois, modifier le nom pour mettre celui du vainqueur et découper la version finale.
Conclusion
En partant d’un logiciel simple et très utilisé par les enseignants, Silhouette Studio, on voit que le saut vers la découpeuse laser est très facile; car il suffit d’avoir accès à une licence Silhouette Studio Business, qui pourra ouvrir le projet et l’exporter en SVG. Cela permet de se passer d’Inkscape ou d’Illustrator, bien plus complexes d’accès. Surtout, cela ouvre la porte de la découpe laser aux plus grands nombres.
Astuce imprimante 3D: l’écrou à sertir
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.
Banques de sons
Pour la sonorisation ou le bruitage de podcasts et vidéos, voici quelques banques de sons librement accessibles:
- La sonothèque: petite bibliothèque de son française, gratuite et libre de droits.
- Au bout du fil: petite banque de sons gratuits et libres de droit.
- Soundjay: banque d’effets sonores gratuits.
- Technoaxe: musiques libres de droit.
- Audio Library de Youtube: musiques libres de droit.
- Universal Soundbank: clique droit sur le fichier son désiré, puis télécharger le fichier.
- Sound-fishing: formule par abonnement, mais nombreux fichiers gratuits.
- Soundgator: beaucoup de bruitages gratuits.
A quoi servent les imprimantes 3D à l’école?
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 classe de science, les élèves peuvent utiliser une imprimante 3D pour créer des modèles de cellules, de systèmes organiques ou de structures moléculaires. Cela leur permet de mieux comprendre ces concepts et de les visualiser de manière concrète.
- En technologie, les élèves peuvent utiliser une imprimante 3D pour créer des prototypes de leurs propres inventions. Cela leur donne l’opportunité de mettre en pratique leurs connaissances et de voir comment leur création pourrait fonctionner dans la vie réelle.
- En mathématiques, les élèves peuvent utiliser une imprimante 3D pour créer des modèles de solides géométriques et les manipuler pour mieux comprendre leurs propriétés. Cela peut aider à rendre l’apprentissage de ces concepts plus concret et plus facile à comprendre.
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.
De Silhouette Studio à la découpeuse laser
Les découpeuses laser demandent des fichiers au format vectoriel. Inkscape est complexe, Illustrator hors de prix. Or, le meilleur logiciel de vectorisation (le plus simple, le plus efficace) reste celui de la Silhouette Cameo: Silhouette Studio. Avec la version business, il est possible d’exporter en SVG, ce qui est tout ce qu’il nous faut pour une découpeuse laser. Voici un petit exemple de workflow pour réaliser une licorne en acrylique pour une jeune fille.
1. Vectoriser l’image et créer le document sur Silhouette Studio
Rappel: il faut la version « business édition » pour faire un export en SVG.
2. Importer le fichier SVG dans LightBurn et configurer la découpe
3. Faire plaisir!
Découpe dans de l’acrylique rouge foncé.
Le papa va réaliser une base lumineuse avec des LEDs 🙂
Un mois sans acheter de pain… mais pas sans pain
Vous vous souvenez de cet article, où je vous annonçais avoir un nouveau pétrin? Vous vous souvenez aussi du confinement (au singulier pour les Suisse, au pluriel pour les Français) à cause du COVID? C’était devenu la mode de faire son pain soit-même. Je n’avais pas attendu la pandémie pour m’y mettre, mais c’était plus un loisir de vacances (n’oubliez pas que je suis enseignants, donc TOUJOURS en vacances…). Bref, comme tout bon enseignant, qui réutilise ses cours d’année en année, ne travaille que 4 heures par jours et a plus de vacances que de temps de travail, j’ai trop de temps libre (spoiler alert: l’Education Nationale et les cantons suisses recrutent! Si c’est une telle panacée, l’enseignement, qu’est-ce que vous foutez encore à votre job?). Donc je me suis lancé un défi, qui commence au 10 décembre: passer un mois sans acheter de pain; et donc le fabriquer moi-même.
Pour fixer le cadre: dans ma famille de 4 personnes, nous consommons environ 1 kg de pain par semaine.
A disposition, j’ai mon pétrin, farines, levure, un levain que ma femme entretien avec amour depuis plus de 6 mois, et un four VZug, avec la fonction qui va bien pour la cuisson du pain (qui garde l’humidité durant la cuisson). Voici, à un peu plus de la moitié de mon défi, les résultats:
Les quatre premiers pains ont été réalisés durant mes semaines de travail, chargées en fin de semestre. Les deux derniers ont été réalisés sur temps de vacances. J’en tire une conclusion: hors temps de levage et de cuisson (qui se font tout seuls…), le vrai temps de travail pour faire un pain est de moins de 15 minutes. Pour ma part, j’utilise toujours de la levure fraîche. Quand j’utilise du levain, j’ajoute toujours un peu de levure pour « aider » à faire gonfler le pain. Pour tous mes pains, je pars sur une base de 500gr de farine. Cela correspond aux besoins de la famille pour 3 à 4 jours.
J’ai toujours une dizaine de farines différentes dans mon armoire. J’ai donc de quoi faire certains pains à l’instinct, comme cela a été pour le deuxième pain (celui à la Leffe blonde). L’avantage de faire son pain soit-même, c’est de pouvoir explorer de nouveaux goûts, tout en sachant exactement ce qu’il y a dans le pain.
EDIT 8 janvier 2023
Un mois sans acheter de pain. Fin de l’expérience avec le dernier pain. Pour mes amis Français: non, il n’y a pas de baguettes. Ce n’est pas dans ma culture. Et oui, il y a beaucoup de tresses; c’est un pain que la famille adore. La tresse du boulanger, dans ma commune, coûte 7 CHF. En la faisant moi-même, elle me revient bien meilleur marché; et la qualité est au rendez-vous. Et pour moins de la moitié du prix, elle est bio et suisse.
Et la suite? Tant que j’ai le temps, je vais continuer à faire du pain. Cela prend peu de temps, mais il faut prévoir au minimum deux heures pour laisser la pâte lever. Ce n’est qu’un question d’organisation.