Chez Formfutura, nous avons toujours défendu l’idée que l’impression 3D ne devait pas seulement être utilisée pour fabriquer de beaux objets tels que des vases, des jouets et des souvenirs ou des prototypes à l’aide de nos filaments industriels. Nous pensons que l’impression 3D est et continuera d’être un grand pas en avant pour soulager les besoins de ceux qui ne sont pas aussi chanceux dans la vie. L’impression en 3D de vos propres pièces prothétiques depuis le confort de votre domicile pour une fraction du coût est l’un des piliers qui anime et continuera d’animer le mouvement de l’impression en 3D.
Pour souligner cette affirmation, nous avons commencé à chercher ce que nous pouvions réaliser avec nos filaments. Nous avons rapidement trouvé une organisation fantastique appelée “ Enabling The Future “qui s’occupe justement de cela. Impression en 3D d’une gamme de mains prothétiques spécialement (mais pas uniquement) destinées aux enfants. Nous avons commencé à analyser les projets, mais nous nous sommes vite rendu compte que les mains avaient toutes un aspect très mécanique et qu’elles étaient guidées par l’expression “la fonction prime sur la forme”, ce qui, bien sûr, est tout à fait acceptable, car une main prothétique qui a l’air très belle mais qui n’offre aucune fonctionnalité est inutile. Mais nous avons ensuite trouvé la main K1. Une belle main anthropomorphique qui répondait à tous les critères que nous voulions remplir.
Au cours de nos recherches sur la main, nous avons remarqué l’absence de journaux de construction, de manuels ou de vidéos d’exemples fonctionnels. Après nos premières tentatives d’impression, nous avons rapidement compris pourquoi. Il s’agit d’un objet difficile à imprimer, pour lequel il faut résoudre un certain nombre de difficultés et consulter les fiches techniques à la recherche d’un matériau qui convienne parfaitement. Voici le parcours détaillé que nous avons entrepris pour construire cette magnifique main, y compris les pièces qui nécessitent une attention particulière et les paramètres d’impression correspondants dans Simplify3D.
Nous espérons que ce premier article de blog aidera d’autres personnes à imprimer avec succès cette main prothétique au design fantastique et apportera un peu de réconfort à ceux qui en ont besoin.
La main K1 par Evan Kuester
Télécharger les fichiers .stl de la main K1 ici
Le début
Nous avons commencé par une analyse des éléments qui composent le K1 :
Nous disposons de 3 doigts identiques, d’un petit doigt, d’un pouce, d’une paume et d’une pièce d’avant-bras. L’ensemble sera assemblé sans aucun objet métallique. Au lieu de cela, la conception fait appel à des bouchons imprimés qui s’enclenchent à l’endroit où se trouvent les articulations. Nous avons 5 fiches pour les doigts et 2 fiches plus grandes qui forment l’articulation du poignet et relient la main à l’avant-bras.
La main est fermée en bougeant le poignet. Ce mouvement provoque une tension sur les brins de PPMA transparent que nous utilisons et la main se referme. Déplacez le poignet vers l’arrière, la tension sera relâchée et les bandes élastiques tireront la main vers l’arrière pour l’ouvrir. La conception n’est pas très complexe mais, comme toujours, le diable se cache dans les détails.
Nous avons commencé par utiliser notre filament ApolloX™. Nous avons sélectionné notre ApolloX™ en raison du fait qu’il s’agit d’un matériau très robuste (de qualité extérieure et automobile), résistant aux UV et aux intempéries, qui offre une grande fluidité lors de l’impression et qui est doté de la technologie “zero-warping”. Nous avons pensé que ce polymère offrirait suffisamment de rigidité et de valeur esthétique pour compléter la main en une seule fois. Mais comme nous le savons tous en tant que passionnés d’imprimerie, c’est un voyage.
La chorégraphie complexe des paramètres d’impression, de la configuration et des capacités de l’imprimante, de la connaissance des matériaux, de la conception 3D et de l’expérience pratique nécessaires pour produire des impressions de premier ordre n’est pas de tout repos et, bien que l’ApolloX™ ait donné de beaux résultats, le plastique lui-même n’était tout simplement pas assez solide pour résister pendant notre phase de test, car nous avons soumis la main à des contraintes importantes pour nous assurer qu’elle est aussi fonctionnelle et durable qu’elle devrait l’être.
Pour être plus précis, les parois des joints sont très minces afin d’assurer une grande esthétique. Mais même avec un remplissage à 100 %, ils craquaient lorsque l’on soulevait des objets lourds ou que l’on faisait des mouvements extrêmes et rapides. Heureusement, nous disposons d’une vingtaine de matériaux dans notre portefeuille de filaments et nous nous sommes donc plongés dans les fiches techniques pour trouver un matériau qui offrirait encore plus de résistance : notre filament technique de qualité industrielle à base d’ABS appelé TitanX™.
Voici quelques clichés de l’impression du K1 avec l’ApolloX™ et les paramètres d’impression que nous avons utilisés dans S3D pour arriver à ce stade (ce sont toutes des pièces non traitées qui sortent directement de notre imprimante Lulzbot Taz-5) :
Nous avons été très satisfaits de la qualité d’impression et de la capacité du filament à reproduire les détails les plus fins. Même les parties difficiles où nous avons dû ajouter des structures de soutien à l’intérieur de certaines articulations (les doigts ont des articulations qui s’impriment sur place) ont été parfaites et leur retrait a été un jeu d’enfant.
La paume a besoin de structures de soutien lourdes, car elle ne repose sur le lit de l’imprimante que sur quelques petites pièces (en particulier lors de l’impression de la main à plus de 50 % de remplissage) et commence à se balancer d’avant en arrière. Mais la pièce finale avait un aspect parfait et la force nécessaire pour fermer la main était minime. Elle ressemblait à une main humaine et ne ressemblait pas à une main de robot ou de Terminator (lors d’une poignée de main).
Dans notre prochain article, nous poursuivons notre voyage et créons la main en utilisant notre filament d’ingénierie de qualité industrielle à base d’ABS appelé TitanX™ pour nous assurer que la main n’est pas seulement belle et agréable au toucher, mais qu’elle fournit une véritable augmentation fonctionnelle pour ceux qui en ont besoin !
Captures d’écran de nos réglages Simplify3D (cliquez pour agrandir) :
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