Mesurer une pièce à reproduire en impression 3D : méthode au pied à coulisse

Partir de la fonction de la pièce, pas de sa copie exacte

Avant de sortir le pied à coulisse, demandez-vous ce que la pièce doit faire. Un bouton, une entretoise, un clip ou un support n'ont pas besoin d'être reproduits au dixième sur toutes leurs faces. Ce qui compte, ce sont les cotes fonctionnelles, c'est-à-dire celles qui touchent une autre pièce, reçoivent une vis, guident un axe ou transmettent un effort. Le reste peut être simplifié, arrondi ou renforcé.

Un article du blog Prusa sur une pièce de rechange modélisée dans OpenSCAD illustre bien cette approche. La molette sous une chaise de bureau était cassée et personne ne connaissait sa forme d'origine. L'auteur ne cherche donc pas une réplique à l'identique. Il veut une pièce qui remplit la même fonction, simple à imprimer et assez robuste. Il part de l'usage réel : la pièce travaille en compression sous la tête de vis, et une rondelle métallique côté chaise aide à répartir l'effort.

Faites pareil sur papier. Un croquis à main levée, même loin d'un vrai plan, suffit pour noter chaque cote, sa référence et la façon dont vous l'avez prise. Ce carnet vous servira ensuite de référence dans votre logiciel de CAO.

Bien manier le pied à coulisse pour des cotes fiables

Un pied à coulisse numérique couvre l'essentiel. Les becs extérieurs servent aux diamètres et aux épaisseurs, les becs intérieurs aux alésages, et la jauge de profondeur aux lamages et aux épaulements. Fermez les becs, remettez à zéro, puis mesurez chaque cote plusieurs fois à des endroits différents. Une pièce usée, déformée ou mal moulée ne donne pas la même valeur partout.

Quand une cote est inaccessible, contournez le problème. Dans l'exemple Prusa, d'autres éléments de la chaise masquent la distance entre son dessous et la tête de vis. L'auteur mesure donc deux cotes accessibles et soustrait l'une de l'autre, ce qui donne une valeur assez fiable. Il relève aussi une plage plutôt qu'un chiffre unique : la distance minimale vis serrée, et la maximale vis presque dévissée. La pièce imprimée doit tomber entre les deux. Trop mince, elle ne retient pas la tête de vis. Trop épaisse, elle empêche le serrage.

Gardez enfin en tête les limites de l'outil. L'article précise que le pied à coulisse utilisé était en plastique, donc avec un peu de jeu. Un instrument métallique bien entretenu est plus régulier, mais aucune mesure n'est parfaite. Gardez donc un œil critique sur chaque chiffre.

Trous, vis et épaisseurs : les cotes qui pardonnent le moins

Face aux trous et à la visserie, identifiez la norme avant de croire la mesure. Dans l'article du blog Prusa, la vis mesure 7,7 mm alors qu'il s'agit d'une M8, dont le diamètre normalisé est de 8 mm. L'écart s'explique par le filetage, toujours un peu plus petit, par l'usure et par le jeu de l'instrument. La cote à modéliser est donc la valeur normalisée, pas la lecture brute.

Pour la tête hexagonale, l'auteur relève le diamètre du cercle circonscrit, qui passe par les sommets, et non la cote sur plats. Il lit 14,7 mm et retient 15 mm, parce que c'est ce diamètre que la fonction cylindre d'OpenSCAD attend pour générer un hexagone. Prenez chaque mesure sous la forme que votre logiciel attend.

Pour les épaisseurs, distinguez la contrainte et le confort. La partie autour du filetage devait rester entre 4 et 17 mm, et l'auteur choisit 10 mm. Autour de la tête, il fallait au moins 5 mm, mais il retient 30 mm pour une meilleure prise, avec un diamètre extérieur de 50 mm. Le guide perçages et ajustements détaille la suite côté CAO.

Jeux d'assemblage : aucune valeur ne vaut pour toutes les machines

La cote relevée sur la pièce d'origine n'est pas forcément celle qu'il faut dessiner. Si deux pièces doivent coulisser, s'emboîter ou tourner l'une dans l'autre, il faut prévoir un jeu. Ce jeu dépend de votre imprimante, de la buse, de la matière, de la vitesse et de l'orientation. Il varie même d'un trou ou d'un axe à l'autre. Un trou vertical et un trou horizontal ne sortent pas de la même façon.

Aucune valeur de jeu ne fonctionne donc sur toutes les machines. Méfiez-vous des chiffres universels repris d'un forum : ils décrivent la machine de quelqu'un d'autre. La méthode fiable consiste à imprimer une éprouvette avec plusieurs jeux progressifs, dans la matière et avec le profil prévus pour la vraie pièce. Notez ensuite lequel donne l'ajustement voulu : serré, glissant ou libre.

Le calculateur de jeu à partir d'une éprouvette transforme ces observations en cote de conception. Rangez la fiche de résultats avec le profil du slicer. Si vous changez de filament ou de buse, refaites l'essai.

Mesure du maillage et mesure réelle : ne pas les confondre

Une fois le modèle exporté, vous pouvez contrôler ses dimensions dans le slicer. Selon la base de connaissances Prusa, l'outil de mesure de PrusaSlicer se trouve dans la barre d'outils de gauche. Il reconnaît les sommets, les arêtes, les cercles et les plans, et affiche distances et angles directement sur le modèle. Il mesure entre les éléments d'un même objet, pas entre deux objets séparés.

Sachez ce que vous mesurez. Le slicer lit le maillage numérique. Il confirme que le fichier a la bonne taille et que l'unité d'export est correcte. Il ne dit rien de la pièce qui sortira de l'imprimante, avec son retrait, son pied d'éléphant ou ses trous un peu fermés. Une cote juste à l'écran peut quand même donner une pièce hors cote.

La documentation signale aussi des limites. Sur des objets à parties superposées, les arêtes créées par les intersections ne sont pas détectées, alors que les plans cachés dans d'autres parties le sont. Les volumes négatifs sont traités comme des parties. Il suffit aussi de cliquer sur une distance mesurée pour mettre l'objet à l'échelle de façon uniforme. C'est pratique pour corriger un fichier exporté dans la mauvaise unité, mais cela ne remplace pas la correction ciblée d'un trou.

Imprimer un prototype et contrôler avant la version finale

Avant la version finale, imprimez seulement les zones critiques : une tranche qui contient le trou, le logement de tête ou l'emboîtement. Elle sort vite, consomme peu de matière et répond à la seule question qui compte à ce stade : est-ce que ça s'assemble ?

Mesurez ce prototype avec le même pied à coulisse et comparez trois valeurs : la cote d'origine, la cote du modèle et la cote imprimée. Si toutes les cotes extérieures sont décalées dans le même sens, la cause vient sans doute de la machine : consultez le guide précision dimensionnelle. Si seuls certains trous sont trop serrés, corrigez plutôt le modèle à ces endroits.

Essayez ensuite la pièce en place, sans forcer. Vérifiez le serrage, le mouvement et l'alignement des perçages. Modifiez une seule cote à la fois, notez le numéro de version et réimprimez. Ce cycle court évite de gâcher de longues impressions. Enfin, une pièce de rechange imprimée n'offre aucune garantie si sa rupture peut blesser quelqu'un. Dans ce cas, utilisez la pièce d'origine du fabricant.

Sources et limites

• Prusa — Practical problem solving in OpenSCAD
• PrusaSlicer — Measurement tool

Nous organisons la documentation des fabricants et des communautés ; nous n’avons pas mesuré ces produits nous-mêmes. La notice de votre modèle exact prime sur ces explications générales.