Des bracelets

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L'origine de l'idée

En juillet 2020 j'ai décidé de tester le filament flexible parce que ça ouvrait de nouvelles possibilités d'impression 3D, et que durant mon stage à Cypack il en était utilisé sur les machines de production. J'ai choisi un filament TPU bleu translucide de 500g pour essayer.

Le premier test que j'ai fait est un 3DBenchy, le modèle de test le plus utilisé en impression 3D. Devant l'échec que ça devenait je l'ai arrêté à mi-impression.

On peut voir que le plancher et les parties verticales du bateau sont bien imprimées, mais c'est au niveau de la coque qu'il y a un problème. Le plus probable est un problème de température de buse ou un mauvais refroidissement par le ventilateur sur la tête d'impression.

Puis m'est venu l'idée de tester à la fois la transparence du materiau, sa flexibilité et sa résistance mécanique. Pour ça j'ai simplement imprimé un carré de 150mm de côté et de 0.5mm d'épaisseur. Le résultat est très souple et plutôt solide, et le materiau est bien translucide : il laisse passer la lumière mais ne permet pas du tout de voir ce qu'il y a derrière.

Après l'impression de cette couche plane et très souple, je me suis dis qu'on pouvais en faire différentes choses, comme des rangements et des sacs, ou des diffuseurs de lumière, des boites lumineuses, etc.
Mais ce qui a vraiment retenu mon attention, c'est d'en faire des bracelets. Parce qu'en effet ça a beaucoup d'avantages : c'est simple à imprimer, rapide, presque gratuit, très personnalisable.

Les bracelets

Le premier bracelet hug

Après l'idée, vient la modélisation.
La question la plus difficile dans la modélisation a été celle du système de fermeture du bracelet. J'ai d'abord pensé à différents systèmes utilisant les 3 dimensions, en m'inspirant notamment des systèmes de montres. Finalement, et comme souvent, le plus simple est le mieux. J'ai donc fait un système en 2D comme sur les couronnes en carton. En plus de sa simplicité, il ne pose aucun problème lorsque je change l'épaisseur du bracelet, et permet d'avoir différents crans pour s'adapter au diamètre de n'importe quel poignet.

J'ai mesuré mon tour de poignet, puis je me suis mis devant FreeCAD. C'est un logiciel que je maitrisais assez peu, donc ça m'a pris longtemps pour une idée simple à la base. Il faut dire que ce logiciel libre n'est pas très optimisé malheureusement : il est peu intuitif, a des limitations, et est peu ergonomique (pertes de temps). Un exemple du manque d'ergonomie est la nécessité de sélectionner un fichier de police à chaque fois que l'on veut mettre du texte dans le modèle.
La forme de base est un oblong, dans lequel est percé le texte et le système de fermeture du bracelet. J'ai essayé plusieurs épaisseurs, et 0.3mm semble être le bon compromis entre confort au poignet et solidité, bien que 0.4mm convient probablement mieux pour un usage quotidien du bracelet.

Pour l'impression en elle-même, ce qui est compliqué est d'arriver à une bonne adhésion au plateau de la première couche de plastique, le TPU accrochant moins bien au plateau que du classique PLA. Pour ça j'utilise de la laque et un plateau à 60°C, mais ce plateau en verre n'étant pas parfaitement plat (±0.05mm) il est difficile d'obtenir de très bons résultats.

Le bracelet hug ajustable

Maintenant qu'un bracelet simple marchait, j'ai décidé de le faire adaptable à différentes tailles de poignets grâce à un simple système de crans. L'avantage du plastique que j'utilise est aussi sa facilité à être découpé : avec de simples ciseaux on peut couper le bracelet pour enlever les crans en trop.
Pour les dimensions du bracelet et de son système de fermeture j'ai utilisé une spreadsheet sur FreeCAD, ce qui m'a permis de modifier facilement et rapidement les dimensions, par exemple pour rendre le système de fermeture plus ferme parce que le bracelet se détachait trop facilement sur les premiers modèles.

Sur ce bracelet aussi il y a également eu des problèmes d'adhésion au plateau malgré la laque que je mettais. Au niveau de la platitude du plateau, j'ai relevé la différence entre la zone la plus épaisse (0.35mm) et la moins épaisse (0.25mm) d'un bracelet, une différence de 0.1mm, soit 28% de variation d'épaisseur, ce qui est assez important et rend le bracelet un peu moins uniforme en couleur, texture et solidité.

La partie la plus compliquée à imprimer est le texte, c'est généralement elle qui adhère le moins au plateau car elle est précise et fine. Et cet article ne contient aucune photo de raté, pourtant on apprend bien plus de ses erreurs que des réussites, en voici donc une :

Le bracelet chat

Comme je l'ai dit au début de l'article, l'avantage d'un tel bracelet est d'être personnalisable. En partant du modèle précédent j'ai créée un nouveau bracelet en y mettant le dessin de chat dont je parle dans cet article.

Avec toute l'expérience des bracelets précédents, le processus de création est allé bien plus vite. Ce qui m'a pris le plus de temps est (comme souvent) la modélisation. Un point intéressant est la solidité du bracelet, j'ai dû modifier le modèle original pour que le bracelet soit plus solide et que le motif garde mieux sa forme. Pour ça, j'ai rejoint 2 points du modèle au milieu par une petite bande :

Vu la taille de l'impression (21mm de large), les angles du motif sont moins aigus que souhaité et la qualité est globalement moins bonne que ce à quoi je m'attendais. Le bracelet de 0.2mm reste une réussite malgré ses imperfections :

La boite à bracelets

Parfait ! Maintenant j'ai plein de bracelets, mais... je les range comment ? Je pourrais les laisser dans un coin chez moi, mais ça n'aurait pas vraiment d'intérêt. Je peux pas non plus les transporter en vrac dans mon sac, ils se froisseraient voire se déchireraient. La solution : encore plus d'impression 3D. J'ai modélisé une boite avec différents compartiments pour ranger les bracelets enroulés à l'intérieur.

Là encore le fait d'utiliser FreeCAD a complexifié le processus, car il ne peut y avoir qu'un seul solide extrudé par esquisse/sketch. Ici chaque cercle est donc extrudé à partir de son propre sketch (et non d'un seul sketch qui contiendrait tous les cercles).

J'ai fait 2 encoches au fond de la boîte pour pouvoir pousser les bracelets avec un doigt, sinon il faudrait les sortir en les pinçant avec les ongles, ce qui est très peu pratique.

Le modèle comporte 4 compartiments, mais en l'imprimant je me suis rendu compte qu'il fallait plusieurs millimètres entre chaque cercle pour pouvoir insérer des bracelets facilement. Avec un cutter et un tournevis j'ai donc enlevé les 2 cercles en plastique fin, ce qui m'a permis d'avoir la place de ranger tout mes bracelets :

Finalement, et comme souvent, une idée assez simple s'est transformée en un tissu d'idées bien plus long et complexe que je le pensais initialement. Mais je suis content car ça m'a appris de nouvelles choses sur FreeCAD, sur mon imprimante, et j'ai exploré les possibilités d'impression d'un matériau flexible.
Puis c'est quand même vachement cool les bracelets personnalisés.