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Cet article explore la création d'un pistolet à élastique en utilisant l'impression 3D, en détaillant les étapes de conception, d'impression et d'assemblage.

Conception des Pièces

Après une longue étape de conception, la solution la plus simple pour réaliser des flippers de pinball (leviers mécaniques qui permettent au joueur de contrôler la balle) était de réaliser un bouton poussoir avec un retour à zéro permis par 2 élastiques.

Les premières pièces ont été réalisées sur Solidworks pour ensuite être mises sur CorelDraw afin de les découper au laser. La plupart des autres pièces ont été désignées directement sur Inkscape ou CorelDraw.

Les planches que nous avons utilisées ne faisant que 3 mm, nous avons découpées et collés l'une sur l'autre 3 fois la même pièce à chaque fois pour les faire gagner en hauteur.

Préparation de la Planche

Tout d’abord, nous avons sélectionné une planche de dimension adéquate pour un petit pinball (~50x35cm), n’importe quelle planche fera l’affaire. Nous avons alors commencé par peindre cette planche en noire pour améliorer l’esthétique et gommer les imperfections de la planche.

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Munissez-vous d’une planche en bois quelconque de dimension assez grande qui vous servira de support pour votre pinball, mettez-vous en extérieur pour la peindre (en faisant attention au sens du vent). Petite astuce : faites des va et viens avec la bombe et ne vous arrêtez pas au risque de faire une goutte. Vous pourrez toujours combler les trous après ou bien passer une seconde couche.

Les mesures concernant les dimensions des murs qui devront encadrer la planche, les pièces au centre du flipper ainsi que les boutons poussoirs et autres pièces dépendront de la taille de votre planche de base.

Découpe Laser et Matériaux

Nous n'avons pas alterné les matériaux des pièces pour que la presque entièreté du Flipper soit en bois et pour qu’il n’y ait que les parois qui soient en plexiglas. Nous avons réalisés différents obstacles en bois avec de la gravure sur l'une des pièces pour l'esthétique.

Assemblage des Pièces

Disposez les pièces en 3D où bon vous semble ! Nous avons décidé de les placer de manière asymétrique mais c'est vous qui voyez.

Pour les fixations tout dépends de votre envie ! Dans un premier temps, il faudra vous munir d'un pistolet à colle pour fixer l'ensemble des pièces de votre projet. Dans l'ensemble, nous avons fait trois fois la même pièce pour pouvoir les collés ensemble et ainsi avoir une pièce final plus épaisse et plus résistante à tout sorte de choc.

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Pour certaines pièces nous avons dû dupliquer les pièces 4 fois par un soucis pratique, c'est le cas pour le support de la palette qui se doit d'être plus haut que la palette elle-même pour que la palette soit espacée du support pour ne pas frotter la plaque de bois principale.

Il y a également les obstacles en élastique qui ont été réalisés avec des clous, l'emplacement de ces obstacles est très important pour le jeu car, les murs ne peuvent pas faire rebondir la balle, ces pièges doivent donc remplacer les problèmes évidents de ces murs. Donc leurs positions et leurs inclinaisons sont très importantes.

Impression 3D et TPU

L’impression 3D est fortement liée à notre hobby et les TPU jouent un rôle crucial dans la durabilité de nos machines. Leur conception est aussi subtile que la conception d’un châssis. Le TPU (de l’anglais polyuréthane thermoplastique) est un type de filament très utilisé dans l’univers du FPV.

Il faudra donc prendre en compte le besoin et le niveau de risque que l’on souhaite adresser. Essayez d’identifier les points faibles de votre châssis pour les compenser grâce aux TPU.

Sur le JeNo, les camera plates sont aux premières loges en cas de choc frontal et on craignait que ça soit un point faible. De plus, la caméra est totalement intégrée dans le châssis tout en maintenant un FOV 100% dégagé.

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On va commencer par le bumper arrière, il est indispensable pour les adeptes des matty et autres mouvements en marche arrière. Vu son faible poids, pas de raison de s’en passer ! En cas de gros impact sur l’arrière, il a de bonne chance de sauver votre châssis.

Notre protection est assez classique, elle englobe complètement l’antenne, empêchant les torsions mais aussi en protégeant la “capsule” de l’antenne. C’est d’autant plus important avec l’antenne du O3 dont le capuchon est très fragile et saute au premier crash.

Conseils d'Impression TPU

  • Privilégiez une imprimante avec un extrudeur en “direct drive”, donc avec l’extrudeur dans la tête d’impression, au lieu d’avoir un extrudeur déporté comme c’est le cas pour les imprimantes à extrudeur bowden.
  • Imprimer lentement. En bowden, sur ma vieille CR-10, je devais imprimer à 15mm/s pour ne pas avoir de souci.
  • L’orientation du TPU lors de l’impression est primordiale. Certaines positions permettent de limiter l’usage de supports et donc d’optimiser la durée du print ainsi que la quantité de TPU nécessaire.
  • Utiliser du filament sec : un TPU trop exposé à l’humidité va présenter des sortes de micro-bulles, le résultat ressemble à de la sous-extrusion.

Le plus simple pour s’en débarrasser, c’est de passer un coup pistolet à air chaud ou décapeur thermique. Tant qu’on parle de chauffer les TPU, il me semble que Meekaah passe un coup de décapeur thermique sur ses impressions TPU pour les rigidifier.

Choix de l'Imprimante 3D

Les 2 machines que je vais vous conseiller sont parfaitement adaptées à notre hobby, mais avec des philosophies différentes. On la trouve à moins de 200€ en France. Et même parfois autour de 150€ sur des site comme Geekbuying en entrepôt Europe ! Le plateau vendu avec adhère beaucoup trop. On recommandera de le remplacer par un plateau PEI.

Il s’agit d’un dérivé de Cura, en moins bien. Ça reste une imprimante basique : pas de Wifi ou autre fonctionnalité avancée. Il se peut qu’avec le temps, les vis du plateau chauffant se desserrent légèrement. Objectivement, le rapport qualité/prix de cette imprimante est excellent. Pour 250€, sa grande sœur, la Ender V3 KE est une alternative intéressante.

Pour la seconde option, on change d’univers : on passe chez Bambu Lab. C’est un peu le DJI ou le Apple de l’impression 3D. On est sur du haut de gamme, du matériel de qualité et une excellente ergonomie.

Actuellement à 271€ sur le site officiel (et c’est là qu’on vous recommande de l’acheter directement). C’est 100€ de plus que la Ender 3 V3 SE, mais vu les prestations proposées, le prix reste exceptionnel. Dépendance au Cloud. C’est arrivé 2-3 fois qu’on ne puisse plus imprimer à cause d’un plantage des serveurs. Il reste toujours possible de copier le fichier à la main sur la carte SD, ou de basculer l’imprimante en mode local.

Slicer : Préparation des Modèles 3D

Un slicer est un logiciel essentiel qui joue un rôle clé dans le processus de préparation d'un modèle 3D pour l'impression. Le slicer transforme les modèles 3D, généralement créés dans des logiciels de CAO comme Fusion360 et sauvegardés sous des formats tels que STL (le format le plus populaire), OBJ, ou 3MF, en un ensemble d'instructions compréhensibles par l'imprimante 3D.

Plusieurs slicers sont disponibles sur le marché, allant des options gratuites aux versions payantes. Parmi les plus connus, on trouve Cura (d'Ultimaker), Simplify3D, PrusaSlicer, et Slic3r...

Paramètres Importants dans Cura

  • Layer height: Détermine l'épaisseur de chaque couche d'impression. Une hauteur de couche plus basse produit des surfaces plus lisses mais augmente le temps d'impression.
  • Initial layer height: Spécifie l'épaisseur de la première couche d'impression. Un réglage plus élevé peut aider à l'adhérence au plateau.
  • Line width: Contrôle la largeur de la ligne de filament déposée par l'extrudeur.
  • Wall thickness: Indique l'épaisseur des parois extérieures de l'objet. Plus elle est épaisse, plus l'objet sera solide.
  • Wall line count: Détermine le nombre de lignes de paroi extérieure.

Orientation et Supports

Dans Cura, les flèches présentes dans la section Rotate du tableau de gauche vous permettent de faire pivoter votre modèle autour des axes X, Y et Z pour ajuster son orientation avant l'impression.

  • Flèches vertes (Z) : Ces flèches vous permettent de faire pivoter votre modèle autour de l'axe Z, ce qui signifie que vous pouvez le faire tourner dans le plan horizontal.
  • Flèches rouges (X) : Les flèches rouges vous permettent de faire pivoter votre modèle autour de l'axe X, ce qui signifie que vous pouvez le faire tourner dans le plan vertical.
  • Flèches bleues (Y) : Enfin, les flèches bleues vous permettent de faire pivoter votre modèle autour de l'axe Y, ce qui signifie que vous pouvez le faire tourner dans le plan perpendiculaire à l'écran.

Un support est une structure temporaire ajoutée automatiquement pendant le processus d'impression pour soutenir les parties surplombantes ou les sections fragiles de l'objet en cours d'impression.

Support placement : Vous pouvez choisir entre différents types de supports, tels que "Support Everywhere" (Support partout sur le plateau et sur la pièce imprimée), "Touching Buildplate" (Touchant uniquement le plateau).

Support overhang angle : l'angle de surplomb pour le support qui va déterminer l'angle à partir duquel les supports seront générés. Les parties de votre modèle qui dépassent cet angle seront soutenues par des supports. Grossièrement, une imprimante peut gérer des overhang jusqu'à 45° peu ou prou.

Vitesse, Température et Filament

La vitesse d'impression détermine la rapidité avec laquelle la tête d'impression se déplace le long des axes X, Y et Z, influençant ainsi le temps nécessaire pour compléter l'objet. Il y a donc un juste milieu à trouver.

Des températures faibles peuvent entraîner des problèmes tels que le bouchage de la buse ou des couches mal adhérentes.

En ce qui concerne le choix du filament, restons sur le PLA pour l'exemple. Vous constaterez empiriquement que chaque fabricant peut recommander des températures et des vitesses différentes.

De plus, la qualité des filaments peut varier considérablement d'une marque à l'autre et même la couleur de ce dernier peut avoir un impact.

Conclusion

On espère vous avoir convaincu de l’importance du soin à apporter dans le choix et la conception des TPU. Un bon châssis, c’est important, mais allié à un bon set de TPU, ça pourra faire la différence ! On a aussi vu comment optimiser nos chances d’imprimer des TPU de qualité et dans le cas où vous ne seriez pas équipés, on vous a présenté 2 imprimantes 3D.

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