Le Fablab de Sorbonne-Université possède de nombreux outils pour scanner des objets et les imprimer en 3D. L’idée de ce projet a donc été, en lien avec notre orientation vers la paléontologie, de se procurer des fossiles aux collections du Muséum National d’Histoire Naturelle de Paris, et d’en faire des modèles et des impressions 3D. Ces modèles pourraient en effet être utilisés par des chercheurs désireux d’étudier des spécimens de collection sans avoir à faire de longs trajets. Ces impressions pourraient, en nombre suffisant, servir à des TP d’observation de paléontologie.
Scan 3D :
L’acquisition 3D des fossiles s’est faite grâce au matériel et au logiciel DavidScan3. Il s’agit d’une caméra doublée d’un projecteur montés sur une règle elle-même fixée sur un trépied. Ce montage est placé en face d’un plateau tournant pouvant être réglé sur le logiciel (nombre de photos par tour). L’objet est placé à scanner sur le plateau tournant (Image 1).
Matériel nécessaire :
1) Une carte graphique de bonne qualité et un processeur puissant.
2) Un scanner DavidScan3 et son logiciel de capture
3) Un trépied et un plateau tournant
4) Une imprimante à résine Raise Pro2 3D (pour des maquettes et montages expérimentaux), ou une imprimante 3D Elegoo saturn à résine (pour des impressions plus précises dans les détails de surface)
5) Le logiciel Ideamaker
6) Une chambre à UV
Méthode :
1) Calibrage de la caméra
2) Élimination du fond après avoir scanné à vide
3) Placement du spécimen au centre de la plaque tournante de façon à avoir un maximum de surface de recoupement
4) Choix de la fréquence de scan (nombre de scans sur un tour soit 360°)
5) Prises de vue
6) Obtention d’une maille (sélectionner alignement automatique des scans, bien penser à combiner les scans après chaque série)
7) Retournement du spécimen afin d’exposer ses faces non scannées
8) Deuxième série de prises de vue
9) Alignement des faces
10) Fusion des mailles alignées
Impression 3D :
Une fois les .stl obtenu, il s’agit maintenant de les imprimer en 3D. La première imprimante utilisée fut la Raise Pro2 3D, qui superpose des couches de PLA (fil de matière plastique chauffé à fusion qui une fois apposé par la buse le long des positions définies par le fichier slicé .gcode, refroidit et se solidifie) qui de bas en haut construit le(s) spécimen(s). La complétion d’un modèle prend en moyenne entre 3 et 18 heures pour les plus gros. Ce temps augmente avec le nombre de spécimens par fichier .gcode. Pour transformer le modèle 3D .stl en fichier lisible par l’imprimante .gcode, il faut utiliser le logiciel Ideamaker sur lequel le(s) modèle(s) après importation peut-être positionné sur la plaque d’impression et des paramètres peuvent être réglés comme l’apposition de supports (garder les paramètres automatiques dans la plupart des cas), la hauteur de coucheCouche Synonyme de strate, banc. Ensemble sédimentaire, compris entre deux surfaces de roches différentes et bien délimitées. (0,1 mm) et la densité du remplissage (15 %).
Méthode :
– Verser la résine dans le bac prévu à cet effet, posé préalablement sur du papier absorbant.
– Monter le bac sur l’imprimante et lancer l’impression avec la clé USB, sur laquelle on aura au préalable sauvegardé les paramètres.
– Une fois l’impression finie la retirer délicatement du support avec une spatule et la mettre dans un bain d’isopropanol pendant 10 minutes, en activant l’hélice et en retournant l’impression au bout de 5 minutes. Le but de ce bain est de solubiliser la résine non solide qui serait encore sur la résine dure. Cette partie devra impérativement être faite sous une hotte aspirante pour ne pas s’intoxiquer.
– Laisser ensuite l’impression quelques heures dans une chambre à UV pour achever le durcissement de la résine. (Image 6).
–Bien nettoyer le matériel à l’eau chaude et au savon, sauf le bac de l’imprimante dont la résine restante devra être retirée au papier absorbant imbibé d’isopropanol.
Remerciements spéciaux à Sylvain Charbonnier et Denis Audo sans qui rien de tous cela n’aurait été possible et à Loïc Villier pour ses précieux conseils. Un grand merci également va aux vacataires de l’espace prototypage du Fablab ainsi qu’à Simon Lanis pour l’imprimante à résine.
Photographes : Robin Piguet-Ruinet et Antoine Rei.
Source : Atelier Fablab, UFR Terre, Environnement et Biodiversité. Sorbonne Université, campus Pierre et Marie Curie, Paris ; Muséum National d’Histoire Naturelle de Paris. France.