Construction de maquettes de navires par impression 3D

MODÉLISATION NAVALE ET IMPRESSION 3D

Experts en modélisation navale depuis plus de 40 ans, nous avons exploré les possibilités offertes par les nouvelles technologies telles que l'impression 3D.

Nous nous concentrerons ici sur la fabrication de navires modernes, c'est-à-dire des répliques de navires du XIXe siècle et des siècles suivants, époque où la construction navale s'est développée autour de l'acier et d'autres polymères. Auparavant, les navires étaient construits en bois, et leurs répliques doivent donc également être réalisées en bois.

La fabrication d'une maquette, qu'il s'agisse d'un voilier, d'un yacht à moteur, d'un cargo ou de tout autre type de navire, comprend deux parties distinctes : la coque et le reste du navire. Ce dernier inclut les mâts, les voiles, tous les éléments du pont, les ancres, les chaînes, etc.

Nos tests visaient à reproduire la coque d'un Beneteau Oceanis 411.

Nous avons rencontré une entreprise de Barcelone, en Espagne, spécialisée dans l'impression 3D de composants, et nous avons également été en contact avec des ingénieurs experts de HP, basés à Sant Cugat del Vallès.

Ils nous ont d'abord expliqué que pour imprimer quoi que ce soit, un fichier G-code (.gcode) est indispensable. Ce fichier indique à l'imprimante ce qu'il faut imprimer et comment procéder. Pour obtenir ce fichier, il est nécessaire d'utiliser des logiciels de conception qui génèrent des fichiers .stl, lesquels sont ensuite convertis en .gcode. Il existe trois méthodes pour créer le modèle et obtenir le fichier .stl :

- Création manuelle à partir des plans du chantier naval : saisie de toutes les dimensions de la coque et maillage du résultat final.

- Importation des plans depuis un autre logiciel comme AutoCAD ou équivalent. Les importations ne sont jamais parfaites en raison de légères corruptions et/ou de différences de langage entre les programmes, ce qui nécessite une vérification manuelle du modèle final.

- Création d'une maquette en bois par l'un de nos modélisateurs et numérisation de la coque avec un scanner 3D. Là encore, les scanners 3D ne sont pas parfaits et une vérification manuelle du résultat final est indispensable.

Il est également important de noter, même si c'est rare pour les coques de bateaux, que les imprimantes 3D doivent parfois imprimer des renforts supplémentaires pour certaines pièces. C'est nécessaire pour les pièces très fragiles, mais ce n'est pas notre cas.

Il nous faut maintenant décider si nous voulons fabriquer une seule pièce ou une série (par exemple, 30 unités). Si nous optons pour une seule pièce, la première option est très coûteuse, car elle implique plus d'un mois de travail par une seule personne pour la modélisation de la coque. Comme vous pouvez l'imaginer, le coût pourrait avoisiner les 3 000 € pour ce seul travail, selon les experts.

La troisième option semble inutile, car si nous avons déjà modélisé la coque manuellement, l'imprimer n'a aucun intérêt, n'est-ce pas ?

Il nous reste donc la deuxième option, en supposant que nous disposions déjà des plans au format fichier. Il est toutefois important de noter qu'aucun chantier naval ne fournit les plans de ses maquettes (même contre rémunération). Au mieux, ils vous enverront un plan et/ou une vue latérale au format PDF. Cette option est donc assez complexe.

Si nous devions construire une série de bateaux, nous pourrions envisager l'option 1 ou l'option 3. Nous avons déjà évoqué la première option ; la troisième, la numérisation 3D d'une maquette en bois que nous aurions réalisée nous-mêmes, coûterait 2 000 € (d'après les experts).

Dans le cadre de notre expérience, nous avons numérisé une coque en bois du Beneteau Oceanis 411 que nous avions fabriquée, en faisant appel à une entreprise d'impression 3D. Nous leur avons fourni la maquette en bois et, après 40 jours, ils nous ont annoncé que la numérisation 3D était terminée. Ils ont dû consacrer de nombreuses heures à la retouche du maillage de la coque, car le scanner n'était pas parfait (un résultat imparfait ne répond pas à nos exigences de qualité). Le coût annoncé était de 3 500 €.

Une fois le fichier .gcode prêt, ils ont effectué un test d'impression et nous ont fourni le résultat final.

Ce résultat montrait de nombreuses imperfections sur la coque, que nos modélistes ont dû corriger manuellement.

Ce test a permis de conclure que le travail de correction des imperfections est tellement important que, pour l'instant, il est encore beaucoup plus économique et efficace de produire des répliques en série à l'aide de moules en silicone et de bains de résine.

Nous espérons que la technologie continuera de progresser afin que nous puissions intégrer l'impression 3D à notre travail.