Les dés imprimés en 3D sont-ils équilibrés ? Les faits expliqués

Les dés sont parmi les éléments les plus faciles à imprimer avec une imprimante 3D. Qu’il s’agisse d’un cube à six faces ou des cubes à quatre, huit, 10, 12 et 20 faces utilisés dans Donjons et Dragons, les dés sont également une bonne impression de test pour les nouveaux propriétaires d’imprimantes 3D. Mais les dés imprimés en 3D sont-ils équilibrés et équitables ?

Les dés imprimés en 3D peuvent être équilibrés ou équitables, mais comme ils sont imprimés en couches plutôt que jetés, ils peuvent également présenter des imperfections de surface mineures. Ces imperfections peuvent affecter votre équilibre et votre symétrie. L’équité des dés dépend également de la technologie d’impression 3D que vous utilisez.

Cet article parlera davantage des considérations de conception et d’impression 3D pour vous assurer que vos dés sont équilibrés, justes et symétriques. De cette façon, vous pouvez être sûr que vos chances d’atterrir de chaque côté sont les mêmes lorsque vous les roulez.

Considérations d’impression pour les dés équilibrés

Lors de la conception et de l’impression 3D de dés, il y a cinq choses à garder à l’esprit pour s’assurer qu’ils sont équilibrés et équitables.

Ceux-ci sont:

• technologie d’impression
• épaisseur du mur
• type de matrice
• Précision
• Paramètres de rembourrage

technologie d’impression

La technologie d’impression fait principalement référence au type d’imprimante 3D que vous utilisez pour fabriquer vos dés. Il existe trois types de base d’imprimantes 3D : la modélisation par dépôt de fil fondu (FDM), la stéréolithographie (SLA) et le frittage laser solide (SLS).

Chacun d’eux produit un type de sortie différent car ils impriment en utilisant des méthodes et des matériaux très différents.

• Imprimante FDM : Cette imprimante 3D utilise la chaleur pour fondre et utilise la pression pour extruder le filament thermoplastique. Le filament extrudé forme l’objet 3D couche par couche. C’est l’option la moins chère, il n’est donc pas surprenant qu’elle puisse créer des objets 3D de qualité inférieure et de résolution inférieure. Mais cette imprimante est idéale pour imprimer des modèles conceptuels simples et des prototypes.
• Imprimante SLA : Cette imprimante utilise la lumière pour durcir le matériau d’impression, qui est une résine photopolymère. Il offre un haut niveau de précision et de résolution, ce qui le rend excellent pour l’impression de modèles, d’outils, de moules et de prototypes fonctionnels.
• Imprimante SLS : Cette imprimante fusionne des poudres polymères à l’aide d’un laser puissant. Il est relativement peu coûteux et ne nécessite pas de support. De plus, il est très productif. De plus, une imprimante SLS possède d’excellentes propriétés mécaniques et est idéale pour la fabrication sur mesure et le prototypage fonctionnel.

Les imprimantes SLS et SLA sont un peu similaires, mais vous obtenez une surface parfaite avec SLA et vous pouvez imprimer dans différentes combinaisons de couleurs. Vous pouvez également réutiliser la résine avec SLA.

épaisseur du mur

L’épaisseur de la paroi fait référence à la taille des couches extérieures de vos dés. Avec une répartition égale du poids, de haut en bas vers les côtés, il y a aussi une chance égale que le dé atterrisse de chaque côté. Vous voulez donc vous assurer que l’épaisseur de paroi de tous les côtés de vos dés est exactement la même ou même de sorte qu’aucun côté ne pèse plus lourd que les autres.

Vous devez également tenir compte du fait que de nombreux couteaux rendent la base de l’objet plus épaisse que le reste. En tant que tel, vous devrez analyser et modifier les couches telles qu’elles sont présentées dans le logiciel slicer.

type de matrice

Avec des jeux comme Donjons & Dragons, de nombreux autres types de dés ont vu le jour. Certains types, comme le cube ou le D6 et le D4, sont relativement faciles à imprimer, mais plus il y a de côtés, plus vous risquez de rencontrer des problèmes.

Les dés de plus petite taille sont également plus difficiles à réussir du premier coup car plus ils doivent être précis et moins il y a de place pour l’erreur. En tant que tels, les petits dés à plusieurs faces sont les plus difficiles à imprimer.

Vous pouvez également vous demander pourquoi tout ce remue-ménage autour de la conception et de l’impression des dés alors que tout ce que vous avez à faire est de décider du nombre de côtés que vous voulez, puis de tout imprimer couche par couche.

Eh bien, le fait est que vous ne pouvez pas simplement imprimer des dés qui sont complètement solides de la couche supérieure à la couche inférieure, car ils vont rebondir davantage. Les principes de conception dictent donc qu’il y ait des parties creuses à l’intérieur.

Quel que soit le type de dés que vous recherchez, vous ne trouverez peut-être pas votre première impression à votre goût, vous devrez donc jouer avec sa configuration et sa conception avant d’obtenir les bons dés.

Précision

Si vous avez une imprimante 3D FDM, vous aurez peut-être du mal à obtenir une matrice avec des surfaces parfaitement planes. Il y aura probablement de légères courbes sur les côtés et des renflements dans les coins. Cependant, cela peut être résolu dans une certaine mesure avec votre logiciel slicer en définissant une vitesse d’impression plus lente. Cependant, vous ne pouvez toujours pas vous attendre à une sortie parfaite et sans faille.

Certaines personnes configurent également leur logiciel de découpe pour imprimer des parois épaisses pour leurs dés et ajouter des matériaux de support, puis traitent simplement les dés en ponçant leur surface afin qu’ils soient plats et lisses.

Paramètres de rembourrage

Un logiciel de découpe ne remplira pas automatiquement vos modèles 3D complètement ou ne les solidifiera pas avec un remplissage. Cependant, il remplira l’intérieur de vos objets 3D avec des motifs spécifiques qui les rendront stables mais en même temps utiliseront moins de matière et réduiront votre temps d’impression.

Par exemple, le motif de remplissage en nid d’abeille est le paramètre par défaut de l’outil trancheuse Skeinforge. Ce motif va de bas en haut. S’il est utilisé pour imprimer un dé, ce motif vous donnera une meilleure chance d’atterrir en bas ou en haut. Les motifs de remplissage aléatoires sont plus recommandés si vous souhaitez imprimer des matrices avec une masse interne plus équilibrée.

Facteurs qui peuvent vous aider à imprimer des dés équilibrés

Connaître les différentes considérations pour imprimer une balance et même mourir avec votre imprimante 3D est l’étape essentielle du processus, mais voici quelques conseils supplémentaires pour vous aider à le faire avec succès :

Connaissez votre imprimante et votre matériel

Avant même de commencer un hobby d’impression 3D, c’est toujours une bonne idée de rechercher et de lire autant que possible sur les différents types d’imprimantes pour obtenir celle qui correspond le mieux à vos besoins. Vous bénéficierez également de l’apprentissage des différents matériaux d’impression, tels que les résines et les filaments, que vous pouvez utiliser avec une imprimante particulière et leurs propriétés.

Par exemple, les matériaux utilisés avec les imprimantes 3D FDM souffrent d’un rétrécissement inhomogène, mais si vous connaissez cette propriété, en particulier comment la combinaison de l’imprimante, du filament et de la température influence, vous examinerez comment vous pouvez la compenser. De cette façon, vous pouvez ajuster les paramètres de votre imprimante et modifier quelques éléments pendant la phase de découpe.

Effectuez un test d’impression et apportez les modifications nécessaires

Si vous souhaitez tester la précision de votre conception et de votre imprimante, quelle meilleure façon de le faire qu’avec un test d’impression ? De plus, la lecture de votre matériel ne suffira pas. Vous devrez faire un test d’impression pour voir comment ce matériau fonctionne vraiment.

En exécutant un test d’impression, vous pouvez créer un cube de 10x10x10 millimètres, puis mesurer le décalage sur chaque axe. Cela vous permet de déterminer la quantité de retrait qui se produit sur le matériau. Vous pouvez également poncer et peindre votre test d’impression pour voir à quoi ressemblerait le produit fini.

Une fois que vous avez effectué votre test d’impression et que vous savez si le résultat répond à vos attentes ou non à vos paramètres et conditions d’impression 3D, vous pouvez apporter les modifications nécessaires à votre recette.

Peindre, ne pas graver les chiffres

Une autre chose qui pourrait affecter le poids et l’équilibre des dés est les points ou les chiffres de chaque côté. Bien que cela dépende vraiment de la taille de votre matrice et de la précision de votre imprimante 3D, les points ou chiffres en relief peuvent ne pas être l’option pratique. Au lieu de cela, peignez les points vous-même.

La peinture est également la meilleure option si vous devez poncer la surface, car le ponçage prépare l’extérieur pour le travail de peinture.

Peindre la matrice après le ponçage peut encore montrer des stries, vous pouvez donc envisager d’utiliser un apprêt sans danger pour le plastique pour aider à combler les petites stries et à mieux faire adhérer la peinture. Vous pouvez ensuite pulvériser un scellant transparent ou un fixateur après la peinture pour empêcher la peinture de s’écailler ou de s’écailler.

De plus, si vous utilisez de l’ABS pour votre matrice imprimée en 3D, vous pouvez lisser ses arêtes visibles sur la surface en le faisant passer dans un bain de vapeur d’acétone avant de peindre.

Cependant, vous devrez faire attention, car l’acétone peut être inflammable et dangereuse, et peut irriter la peau. Vous devrez également chauffer l’acétone dans un espace ouvert ou bien ventilé car ses vapeurs peuvent être assez toxiques, et assurez-vous d’avoir un extincteur à portée de main.

Comment vérifier le solde de vos dés imprimés en 3D

Vous pouvez essayer quelques méthodes pour vérifier si votre matrice imprimée en 3D est équilibrée, régulière ou juste.

Lancez les dés 100 fois

Vous pouvez lancer votre dé une centaine de fois et garder une trace de la face ou du numéro sur lequel il atterrit ou de la face visible à chaque fois. Après tous les lancers, vérifiez les chiffres, obtenez la moyenne et voyez si ces chiffres sont uniformément répartis. Si votre dé atterrit sur un côté particulier plus de fois que le reste des côtés, cela pourrait signifier qu’il est légèrement plus lourd de ce côté.

Utilisez de l’eau salée pour voir comment ça roule

Pour faire le tour de l’eau salée, prenez un petit bocal, remplissez-le d’eau chaude et ajoutez deux cuillères à soupe de sel. Couvrez le bocal avec son couvercle et agitez jusqu’à ce que le sel se dissolve. Ajoutez encore deux cuillères à soupe de sel et secouez à nouveau le bocal. Ajoutez la même quantité de sel, puis passez au micro-ondes à puissance élevée pendant une demi-minute sans son couvercle. Replacez le couvercle, enveloppez le bocal chaud avec un torchon et secouez à nouveau.

Placez le bocal dans un bol ou une bassine d’eau froide et laissez-le refroidir à température ambiante. Une fois qu’il a suffisamment refroidi, déposez votre dé dans l’eau et regardez de quel côté il atterrit. Inclinez ou tournez-le avec votre doigt et regardez comment il bouge.

Astuce quelques fois de plus. Un dé équilibré se déplacera librement sur différents côtés lorsque vous l’inclinerez encore et encore. Mais s’il ne roule que d’un côté particulier et qu’il n’affiche qu’un seul numéro, peu importe le nombre de fois que vous l’inclinez, cela signifie qu’il n’est pas équilibré.

Regardez cette vidéo qui montre comment ce test d’eau salée est effectué :

Essayez le test du chi carré de Pearson

Ce test particulier consiste à lancer le dé cinq fois le nombre de faces qu’il a, en comptant le nombre de fois que chaque face est tournée vers le haut, puis en soustrayant cinq de chaque décompte. Mettez au carré la différence de chaque compte et additionnez tous les carrés. Si le score total est supérieur à 55, cela signifie que votre dé est déséquilibré.

Joe’s Makerbot a effectué le test Chi-Square de Pearson pour vérifier l’équilibre de divers dés et a constaté que la plupart des dés imprimés en 3D ont un équilibre suffisant. Cependant, les trois matrices les plus équilibrées en termes de remplissage sont celles avec un remplissage de trou conique (score au test du chi carré : 12), un mannequin solide (12) et un remplissage factice (16).

Les dés avec remplissage personnalisé (18), double extrusion (20), remplissage équilibré (22) et remplissage normal (24) sont moyens. Les trous les moins équilibrés sont le cône solide (28), le solide personnalisé (28), le solide équilibré (32) et le solide normal (40).

dernières pensées

Produire des matrices imprimées en 3D parfaitement lisses ou équilibrées est difficile, même si vous utilisez une imprimante de haute précision. En effet, de nombreux facteurs entrent en jeu et contribuent à cet équilibre ou cette symétrie.

D’une part, la masse interne et le motif de remplissage affecteront le poids de chaque côté d’un dé. D’autres facteurs incluent la technologie d’impression, le type de matrice, l’épaisseur de paroi et même le post-traitement. Tous ces facteurs se combinent pour créer diverses recettes qui rendent les dés uniques.

Cependant, il existe des astuces pour imprimer des dés justes et équilibrés. Et il existe des moyens de les tester.