Stylo 3D et filaments de plastique

Art, déco, brico : la folie des stylos 3D !

Le stylo 3 D, vous connaissez ? Il s’agit littéralement d’un stylo pour dessiner dans les airs, en trois dimensions !
Depuis la nuit des temps, nous écrivions et dessinions en 2D sur des supports horizontaux ou verticaux. Avec cet outil innovant inventé ces dernières années, on explore d’autres champs des possibles. Fonctionnant en quelque sorte comme une imprimante 3 D (mais sans logiciel), il existe des stylos 3 D de différentes gammes, du stylo 3 D pour enfant au stylo 3D professionnel, idéal pour les artistes et bricoleurs.

Le Stylo 3 D, comment ça marche ?

Le stylo 3D ressemble à un stylo classique, à ceci près qu’il est un poil plus volumineux.

Il dispose d’un compartiment où l’on place des filaments en matière plastique (ABS, PLA …) ainsi que d’un bouton. Une fois ce dernier actionné, le filament plastique sort, à plus ou moins grande vitesse par la pointe du stylo. Cette pointe est constituée d’une buse chauffante à température variable permettant de faire fondre le filament. A noter que la température de certains stylos 3D peut monter jusqu’à 270 degrès ! Cela crée donc en sortie de course (lors de l’extrusion) un dépôt de plastique fondu qui se fige instantanément et qui va pouvoir permettre de créer des formes.
Un stylo 3D dispose également généralement d’un ventilateur empêchant la surchauffe du stylo.

D’autres types de stylos 3D utilisent la technologie SLA (Stéréolithographie Apparatus) utilisant une résine spéciale photosensible qui durcit grâce aux UV produits par une LED.

Les différents types de filaments pour stylos 3D

Certains stylos 3D professionnels fonctionnent avec une multitude de types de filaments en matière plastique. Mais généralement, les stylos 3D tout public fonctionnent avec trois types de filaments colorés :

  • Les filaments en ABS (Acrylonitrile Butadiène Styrène) : un plastique très rigide, résistant aux chocs, capable de refroidir instantanément… Il s’agit d’un plastique très apprécié dans le milieu de l’impression 3D. Notons que les filaments en ABS présentent une température de fusion élevée. Ils sont donc plus adaptés à des stylos 3D pour adultes.

 

  • Les filaments en PLA (Acide Polyactique – diamètre 1,75 ou 3mm), plastique écologique et biodégradable car conçu à l’aide d’amidon de mais. A l’instar de l’ABS, le PLA refroidit et durcit instantanément une fois sorti de la buse. Il adhère également parfaitement à divers types de supports et de matériaux. Les filaments en PLA présentent une température de fusion plus faible que l’ABS.

 

  • Le PCL, plastique utilisé pour les filaments de stylos 3D pour enfants. Ces filaments peuvent être fondus et travaillé à de basses températures, de l’ordre de 60 à 70°C.

Comment dessiner en 3D ?

La première question que l’on peut se poser est « comment utiliser un stylo 3D ? ». Le fonctionnement est toutefois facile. Nul besoin de connaissances techniques, de plans ou de logiciels spécifiques comme pour les imprimantes 3D. Il faut uniquement un peu de talent !

Le fonctionnement 

Avant de se lancer dans le dessin 3D, il s’agit de s’équiper d’un stylo 3D et de filaments. Branchez le stylo 3D et allumez-le (certains fonctionnent sur batterie), attendez quelques secondes qu’il chauffe, introduisez les filaments en plastique à l’arrière… Et c’est parti ! A vous la possibilité de dessiner en 3D en monochrome ou de mélanger les couleurs. A noter que l’extrudeuse dispose d’une vitesse réglable : il est possible de passer d’un flux de plastique rapide à lent en cours de route afin de jouer sur les détails. La vitesse rapide du stylo 3D est adaptée pour le « gros oeuvre », le remplissage de surface plus ou moins larges, tandis que la vitesse lente sera plus adaptée à la conception de détails et de formes délicates. Une fois la vitesse réglée, il suffit d’appuyer sur le bouton pour faire sortir du plastique fondu et de relâcher pour cesser le flux.

Trois techniques pour dessiner en 3D

Vous disposez de trois façons de vous lancer dans le dessin 3D.

  • Pour commencer, il est possible de s’exercer en dessinant des formes en 2D (à plat) avant de les assembler. L’assemblage et les fixations se font bien sûr à l’aide de soudures de plastique fondu. Il s’agit ici de la méthode la plus simple et peut être même la plus fiable.

 

  • Il est également possible de dessiner directement et à main levée en 3 dimension grâce au stylo 3D : commencez par un point de base qui servira de socle et montez en l’air avec le stylo 3D sans interrompre l’extrusion. Nous pouvons obtenir en dessinant ainsi dans l’espace des formes originales, mais il est difficile de repasser plusieurs fois sur le même point, comme pour les structures 2D assemblées. Le manque de rigidité peut rendre l’ensemble plus délicat, plus fragile.

 

  • Autre méthode, il est possible de dessiner en 3D par dessus un objet préexistant qui constituera en quelque sorte le moule. Attention : il est ici nécessaire de pouvoir facilement dégager l’objet une fois le dessin au stylo 3D terminé. Il est donc nécessaire de ne pas entreprendre un tel ouvrage avec un modèle de base en plastique.

Notons que pour débuter avec un stylo à impression 3D, il est plus simple de commencer avec des patrons en 2D et de procéder ensuite à l’assemblage.

Stylo 3D et filaments de plastique
Stylo à impression 3D – Crédit: Flickr – Mary Hutchison

Que peut-on faire et dessiner avec un stylo 3D ?

Le stylo 3D est adapté pour les bricoleurs souhaitant « usiner » une petite pièce en ABS ou pour les artistes. Cet outil est également apprécié par les enfants. Ces derniers peuvent en effet trouver sur le marché des stylos 3D adaptés qui leur permettront de dessiner en toute sécurité.

Les stylos 3D présentent une multitude de possibilités : création de petites sculptures ou de bas-reliefs et autres décorations sympas, fabrication de petits objets et jouets, des bijoux, des éléments de scrapbooking, des retouches d’impressions 3D…

Choisir un stylo 3D pro, semi-professionnel, tout-public ou adapté aux enfants : les critères de choix

Sur le marché, nous retrouvons des stylos 3D professionnels ou semi-professionnels, tout-public… Mais également des stylos 3D adaptés aux enfants. Pour ce dernier type, l’accent est mis sr la maniabilité de l’outil ainsi que la sécurité, davantage renforcée. Pour les autres stylos 3D à destination des adultes, leurs différences résident dans leur palette de fonctions.

Comment choisir un stylo 3D pro ou tout public pour adulte ?

Attention, ces outils ne sont pas des jouets ! Avant de choisir le type de stylo 3D qui vous convienne, posez-vous la question de la fréquence d’utilisation envisagée ainsi que du type de dessin 3D que vous souhaitez réaliser. Bien sûr, plus vous vous tournez vers des réalisations complexes comportant des détails et une utilisation fréquente, plus le stylo 3D pro risquera de répondre à vos attentes.

Autres questions à ce poser :

Le coût : combien coûte un stylo 3D ?

Certes, ce n’est pas très cher, mais le coût varie tout de même entre une quarantaine d’euros pour un stylo entrée de gamme tout public à 250 euros pour un stylo pro (voire plus).

La marque : est-ce une marque connue ? Trouve t-on facilement des pièces détachées ?

Trouve t-on ce stylo dans plusieurs boutiques en dur ou e-commerce ? Les pièces et accessoires sont-ils facilement trouvables ? A ce propos, certains stylos 3D tels que le Kit 2 de 3Dsimo sont complètement open source. C’est à dire que vous trouverez les plans de chaque pièce sur Internet et notamment sur Github afin de recréer vous-mêmes vos pièces, soit en impression 3D, soit en montage s’agissant du circuit imprimé.

Le type de filament utilisé ?

Nous avons vu précédemment que la majorité des stylos 3D fonctionnaient avec des filaments multicolores PLA ou ABS. Des stylos pro peuvent également s’adapter à d’autres matières tels que des filament HIPS ou PET. Les stylos 3D enfants utiliseront davantage le plastique PCL que l’on peut travailler à basse température.

Quoiqu’il en soit, soyez attentif au diamètre de filament accepté.

La vitesse est elle réglable ?

Il s’agit là d’un minimum sur un stylo pro ou moyenne gamme. La variation de vitesse permet d’adapter l’extrusion au sujet ainsi que de peaufiner les détails.

La température est-elle réglable ?

Une importante amplitude de température permet à un stylo 3D d’imprimer de nombreux matériaux, du PCL (fond à faible température) à l’ABS (fond à des températures supérieures) en passant par le PLA.

Comment le stylo 3D est-il alimenté ?

Certains stylos 3D fonctionne en les branchant sur secteur. D’autres disposent d’une batterie avec chargeur secteur ou USB. Cette dernière solution permet davantage de maniabilité et permet d’utiliser le stylo 3D dans n’importe quelle condition pourvu qu’il y ait de la batterie. Autre question sous-jacente à se poser, celle de l’autonomie.

Existe-t-il d’autres fonctions ?

Par exemple, le MultiPro de 3DSimo est un outil polyvalent disposant d’embouts interchangeables qui permettent d’imprimer en 3D, de découper, de graver, voire de souder. Un outil complet ! Il est par ailleurs connectable par Bluetooth à une appli dédiée permettant d’améliorer son utilisation.

Quel type de moteur? Sa qualité, ses fonctions?

Certains stylos 3D sont équipés d’un moteur spécifique ayant pour rôle d’éviter les bourrages tout en assurant un approvisionnement régulier en filament.

Qu’est ce qu’un bon stylo 3D pour les enfants ?

Nous l’avons vu, malgré ses airs inoffensifs, le stylo 3D n’est en aucun cas un jouet. Il en existe toutefois pour les enfants, mais à utiliser sous la surveillance d’un adulte.

Pour choisir un stylo 3D spécifique aux enfants, on s’attardera sur les critère suivants :

  • L’extrusion à basse température. Afin de ne pas se brûler ou commettre d’autres accidents, les stylos 3D pour enfants fonctionnent généralement avec des filaments PCL basse température. Ce type de matériaux permet de fondre à 60/80 degrés environ et de se figer dès la sortie de la buse. Un exemple de stylo 3D pour enfant, le 3Doodler Start 3D, le BASIC de 3DSimo ou le MYNT3D Kids
  • Le stylo 3D pour enfant doit présenter un poids léger pour faciliter sa maniabilité, ainsi qu’une bonne ergonomie adaptée aux petites mains… Si possible en mode ambidextre.
  • Idéalement, la buse servant à extruder doit être rétractable pour éviter de se brûler accidentellement.

 

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