Tuto : Réaliser un four à UV pour cuire les impressions 3D

Bonjour
Un petit outillage qui servira à certains d'entre-nous sans coûter trop cher.


De plus en plus de maquettistes se fournissent en accessoires et détaillage avec des pièces imprimées en 3D par Shapeways. D’autres impriment ou font imprimer leurs propres pièces.
 
Les résines acryliques (Shapeways) ou autres (stéréolithographie) doivent être cuites en fin de procédé à l’aide d’un « bain » de rayons ultraviolets. En principe, cela est réalisé par les imprimeurs, mais souvent des parties restent incomplètement traitées faute de temps ou de soin par le fabricant (Time is Money).
Le malheureux maquettiste le réalise au moment de peindre : une réaction se produit entre la peinture (acrylique) et le support mal terminé, le résultat visuel est désastreux et très souvent difficile à réparer car situé dans les recoins.
 
Une solution recommandée est de laisser la pièce une heure ou deux en plein soleil pour achever le durcissement de la résine aux UV.
 
Si on habite dans une région moins ensoleillée… ou si le temps ne s’y prête pas on peut utiliser une chambre à UV.
 
Dans le commerce, il existe de telles chambres… pour faire sécher le vernis à ongle de ces dames. Peu onéreuses (24 à 50€) elles ne sont néanmoins pas utilisables ici car les UV diffusés ont une longueur d’onde de 360nanomètres maxi alors que la résine demande au moins 400nm.
 
Pis de panaque : voici un tuto pour se fabriquer en deux ou trois heures la petite chambre idéale pour faire bronzer nos futures (pièces de) maquettes.
 
Matériel :
-          Un ruban LED-UV de 5mètres en 405nanomètres. On en trouve facilement sur eBay à un prix très raisonnable. Un exemple :
http://www.ebay.fr/itm/5M-SMD-3528-UV-Ultraviolet-Non-waterproof-Purple-300-LED-Flexible-Strip-Light-Mo-/162189350689?hash=item25c33d1721:g:F84AAOSw8oFXyZLC


-          Un transformateur et un câble de liaison :
http://www.rubanled.com/transformateur_4A?filter_name=transformateur
http://www.rubanled.com/connecteur-12v-ip65?filter_name=transformateur


-          Feuille d’aluminium ménager.
Après utilisation sur une année je conseille d'utiliser plutôt une couverture de survie, la face aluminisée à l'intérieur de la cuve et la face dorée à l'extérieur. C'est plus résistant.




-          Quart de rond en medium, chutes de planches de medium de 10mm d’épaisseur


-          Carton 1mm


-          Colle à bois, vis, adhésif double face
 
Fabrication du noyau : on assemble un noyau en médium qui va définir le volume intérieur de la chambre. Il sera enlevé après collage des parois.
Le noyau présenté ici a pour dimensions 140x140x180mm (L-l-h). Ces dimensions ont été déterminées par la taille des pièces que je voudrais mettre dedans (la taille de la cuve de mon fournisseur) et surtout par la longueur du ruban LED : 5m sont suffisants pour bien l’éclairer et ne nécessitent qu’un transformateur moyen.
 

 
À présent on enroule en spirale le ruban de LED autour du noyau, en serrant modérément et en fixant provisoirement les deux extrémités avec de l’adhésif. Bien sûr, les LED font face au volume central, c'est-à-dire VERS l’intérieur.
 
<a href="http://www.casimages.com/img.php?i=17071905335323134915156120.jpg" target="_blank" title="hebergement d'image"><img src="https://nsm07.casimages.com/img/2017/07/19//17071905335323134915156120.jpg" border="0" alt="hebergement d'image" /></a>
 
On prépare ensuite une feuille d’alu ménager qui va servir de réflecteur. Elle sera collée face brillante sur le ruban de LED :
 

 
Collage de la feuille d’alu : Le ruban LED a une face arrière autocollante. On enlève la bande de protection, puis on enroule l’ensemble dans la feuille :
 

 

 
Pour protéger l’alu pendant les manipulations suivantes, on colle dessus quatre planchettes de chutes de medium :
 

 

 
Puis on cercle le tout avec une longue bande de carton (1mm ou moins, colle en bombe) pour renforcer.
On peut désormais enlever délicatement le noyau pour découvrir l’intérieur de notre chambre. Alternativement on aurait pu tapisser notre noyau avec une grande feuille de papier (non collée) pour faciliter le glissement du noyau lors du « démoulage » :
 

 
Pour rigidifier l’ensemble, celui-ci est enfermé dans une boite faite de medium vissé-collé.
On fabrique un fond réflecteur tapissé d’alu :
 

 
Finition de la partie haute à l’aide d’alu collé au double-face :
 

 
Un couvercle dans le même style :
 

 
Premier essai d’allumage :
 

 

 
Et voilà, je peux « terminer » mes pièces Shapeways ou autre et en avant pour de nouvelles aventures :
 
_Bruno

Voilà donc pourquoi ma chaloupe shapeways me causent autant de problèmes pour ma peinture.....  :|

32Dundee a écrit:

Voilà donc pourquoi ma chaloupe shapeways me causent autant de problèmes pour ma peinture.....  :|

Oui : probablement mal cuite.
Il te faut la décaper à nu, puis l'exposer au soleil ou sous une lampe à bronzer pendant au moins deux heure si tu ne veux pas construire ton four.

J'ai eu le problème pour un ilot du Saratoga, version 1936 au 700e : les petits espaces derrière les pavois étaient remplis de résine liquide ou semi-pâteuse. Mauvaise cuisson. Idem pour un astronaute Gemini au 24e. J'ai épongé le maximum avec des mèches en papier et cuit le reste aux UV.

Bonne chance
_Bruno

salut Bruno

super intéressant mais apparemment pas mal de résine on des problèmes ..mais dans le temps ...même après une recuisons au UV ...on dirais que ca se stabilise et ca recommence de plus belle plus tards une explication prof ???
cheers
Nicolas

Les soucis concernant la stabilité des résines dans le temps ont plusieurs origines :

- Mauvais mélange : pas assez homogène, introduction d'humidité lors du processus. Cela dépend du soin apporté lors de l'opération. Il y a dix ans j'ai renvoyé un kit WEM du Warspite car la coque était très mal mixée et présentait le risque de se vriller. Une autre maquette du même est inutilisable car la coque est probablement mal mixée aussi, se "met en banane convexe" au bout d'un certain temps, malgré plusieurs opération de redressement plutôt énergique. Le USS Wolverine de Blue Ridge Models est mal conçu au niveau du pont d'envol qui se cintre naturellement au cours du temps malgré le collage.
- Sensibilité aux UV : on connait tous la dégradation lente mais irréversible des meubles de jardin en plastique blanc qui virent au gris sale : en fait ce sont les UV qui désintègrent petit à petit les molécules de résine, créant de petits trous qui se remplissent de poussière. J'ai laissé volontairement une coque du croiseur Sheffield de l'Arsenal, prototypée il y a six ans et inutilisable devant ma fenêtre pour exposition quotidienne au soleil. Après six ans de mauvais traitement la résine, blanche à l'origine, a pris une couleur beige foncé sous l'action des UV, sans trop de déformation.
- Durcissement progressif de certaines résines (la polyuréthane utilisée par l'Arsenal) qui rend les pièces cassantes au bout d'une quinzaine d'années, pour peu qu'elles aient mal été stockées (on recommande au sec et dans l'obscurité)... Il faut donc monter nos modèles dans cet intervalle si on ne veut pas d'ennuis. Attention : les pièces sont toujours correctes, montables, mais juste un peu fragiles.

De là viennent mes réserves pour les produits Shapeways : ils sont formidables, mais l'entreprise les produit à flux tendu et j'ai un gros doute sur leur durabilité. J'ai acheté un petit élément qui trône devant ma fenêtre en plein soleil et j'observe son évolution.

Le remède pour nos maquettes :
- Conserver la résine non montée au sec et à l'abri de la lumière et de l'humidité
- Assembler nos modèles dans les 15-20 ans qui suivent leur fabrication
- Isoler la surface des pièces montées de l'air : peinture et/ou vernis
- Ne pas laisser nos maquettes en plein soleil

A noter aussi que ces soucis frappent aussi le polystyrène injecté des maquettes du commerce (Heller, Trumpeter, etc...)
J'ai pu comparer des maquettes Heller et Airfix montées pendant mon enfance entre 1966 et 1970 : certaines étaient stockées dans une vitrine, à l'abri du soleil direct et d'autres soigneusement emballées dans un sac étanche, lui même dans un carton fermé et rangé sous les combles. Ce colis a chauffé pendant 36 ans sous le soleil du Sud-Ouest : dans l'obscurité et au sec mais avec de gros écarts de température. Au déballage il y a quatre ans le plastique était piqué, cassant, les joints de colle avaient lâché et la peinture Humbrol se décollait en plaque. Par comparaison, celles qui avaient vécu 36ans dans une vitrine ou sur une étagère sont toujours en parfait état.

J'ai lu quelque part que le Musée de la Marine interdisait les modèles comprenant des pièces en plastique car la visibilité sur le comportement de ces matériaux n'est pas assez longue. On y privilégie le bois, le tissu et le métal (qui posent aussi des problèmes, mais mieux connus et mieux maitrisés).

Parallèlement, l'utilisation généralisée des résine va de pair avec leur évolution vers une bien meilleure stabilité que leurs versions antérieures. On va finir par obtenir des produits qui durent, c'est certain.

Bruno

merci Bruno ..pour ma part ,les plus vielle résine que j'ai utilisé remonte a 1989 d'origine divers ....et pour le moment pas de problème .pour le plastique idem pas de problème ....enfin tout cela me vient des amis qui ont une ou plusieurs de mes maquettes ah si le seul problème connue est une décoloration de la couleur si particulière d'un merkava de Tsahal.... Mais ça c'est un autre problème
cheers
Nicolas

Merci Bruno pour l'explication. Jef, je comprends mieux ton soucis de drôme. Un conseil: déménage et reviens dans le Sud... 
Bruno, est-ce que l'Enamel rencontre les mêmes problèmes d'accroche sur une résine mal cuite?

Castor a écrit:

Bruno, est-ce que l'Enamel rencontre les mêmes problèmes d'accroche sur une résine mal cuite?

Perso je n'utilise que de l'acrylique depuis le Siècle dernier.
Mais en parcourant les forums Anglo-saxons on dégage l'impression que les Enamels réagissent assez mal avec les résines acryliques utilisées, par exemple, par Shapeways.
Je recommande donc soit de passer aux peintures acryliques, soit de bien cuire et recuire les pièces aux UV et de faire un essai avant sur une partie qui ne sera pas visible.

_Bruno

Merci encore.

Eh ben... Merci pour toutes ces explications, Bruno.

Rien n'est simple en ce bas monde mon bon monsieur...

Bonne soirée.

Bonjour,
Un petit retour sur le traitement aux UV des pièces en résine acrylique.
Suite à la confection de ce tuto j'ai ressorti des pièces que j'avais fait imprimer il y a 18 mois par Shapeways (des pare-poussière pour la Jeep Lunaire d'Apollo).
Ces pièces avaient été conservées dans un sachet étanche placé dans un tiroir.
Stupeur en les découvrant couvertes d'une résine jaune visqueuse, indiquant qu'elle avaient été incorrectement finies. A réception, pourtant, elles avaient une belle couleur blanc cassé.

Une heure dans le four à UV et hop, tout est stabilisé. Sur la photo, avant et après :



Depuis je fais consciencieusement cuire toutes mes pièces :



_Bruno

Bonjour Bruno,

Petit complèment d'info : l'imprimeur 3D avec qui je suis en relation m'a expliqué que les pièces traitées aux UV en stéréolithographie par exemple doivent être peintes afin de les stabiliser. Sinon elles continuent à évoluer sous l'action de la lumière dans le temps. 
Donc maintenant que tes pièces sont correctement traitées aux UV sans doute devrais-tu les peindre.

Bonne journée

Stéphane

Stephane80 a écrit:

Bonjour Bruno,

Petit complèment d'info : l'imprimeur 3D avec qui je suis en relation m'a expliqué que les pièces traitées aux UV en stéréolithographie par exemple doivent être peintes afin de les stabiliser. Sinon elles continuent à évoluer sous l'action de la lumière dans le temps. 
Donc maintenant que tes pièces sont correctement traitées aux UV sans doute devrais-tu les peindre.

Bonne journée

Stéphane

Tout à fait Stéphane : c'est ce que j'avais intuité avant de construire le four à UV et la découverte des éléments stockés dans mon tiroir a confirmé le phénomène.
Après "retraitement", mes pièces reçoivent une couche d’apprêt pour "étanchéifier" en attendant de les utiliser.
Ici, c'est plutôt une évolution en absence de lumière qui a eu lieu, contrairement aux explications de ton imprimeur.
Pour confirmer ce dernier point : un autre lot de pièces, entreposé celui-ci au grand jour sur mon bureau, ne semble pas se dégrader depuis l'été dernier et garde toujours sa couleur blanche d'origine. Je poursuis l'expérience sans le protéger.

Cela montre qu'il y a des précautions à prendre qui dépendent des marques de résine pour stéréolithographie, même si elles sont du même type (acryliques). Je commence à cerner les produits Shapeways et je m'attaque aux produits Formlabs (bien meilleurs) à présent. On fera un premier bilan dans six mois.
_Bruno

Bien le bonjour 

tres interressant ce poste que ce soit pour le four à UV que pour les renseignement sur les pieces 
faites en imprimante 3D