Mohamed Amine Moubarrad

M1 Management de l'Innovation - Mohamed Amine MOUBARRAD - Mohamed_Amine.Moubarrad@etu.sorbonne-universite.fr
Contexte : Ces exercices ont été réalisés dans le cadre de l'UE UM4MN011 - Processus d'innovation
Dates : Du 16 décembre 2025 au 9 février 2026.
Machines et Matériaux  : Toutes les impressions ont été effectuées sur les imprimantes 3D Prusa MK4S avec du filament PLA.

Exercice 1 : Découverte de l’impression 3D à partir d’un modèle existant – Brique LEGO 2×4

Objectifs :

• Découvrir l’impression 3D à partir d’un modèle existant
  
• Comprendre le rôle du slicer et des paramètres d’impression
• Observer le comportement d’un objet imprimé lors de son utilisation réelle
  
• Comparer un objet imprimé en 3D à un objet industriel standardisé

Présentation du projet :

Dans le cadre de ce premier exercice, l’objectif principal était de découvrir le fonctionnement de l’impression 3D en s’appuyant sur des modèles déjà existants dans la section printables de PrusaSlicer.

Étant personnellement un grand fan de LEGO, j’ai choisi d’imprimer une brique LEGO 2x4 que j'ai retrouvée sur la section printables, un objet simple en apparence mais techniquement intéressant, notamment en raison de son système d’assemblage emblématique du LEGO Group appelé The Stud & Tube.

Processus d’impression :

Le modèle a été importé dans le logiciel slicer PrusaSlicer puis préparé pour l’impression 3D.

Les paramètres ont été laissés standards afin de rester dans une logique de découverte, sans optimisation avancée.

La température de la buse de l'imprimante était réglée à 200 °C et celle du plateau à 60 °C.

Après l’impression, la pièce a été retirée du plateau et nettoyée de ces supports avant les tests d’assemblage avec de vraies briques LEGO.

Analyse et défauts observés :

Une fois imprimée, la brique présente une forme globalement fidèle au modèle original 

Cependant, on observe un léger décalage au niveau de la base de la pièce.

Après quelques recherches, j’ai compris que ce défaut correspond à un décalage de couches, appelé layer shift en anglais. Cela signifie que, pendant l’impression, les couches ne se sont plus alignées correctement les unes sur les autres.

La cause la plus probable est une collision pendant l’impression. La tête d’impression a probablement touché la pièce, ce qui peut arriver si le plastique se relève légèrement.

Monsieur Simon m’a également signalé qu’une déformation au bas de la pièce, causée par du warping était présente.
Le warping est visible sur la photo ci-dessous.

Ce phénomène est lié à un refroidissement inégal du matériau, qui provoque un soulèvement des coins de la pièce. Ce soulèvement peut entraîner un choc avec la tête d’impression et provoquer le décalage des couches suivantes.

 Les tests d’assemblage montrent que l’emboîtement est possible, mais qu’il n’est ni parfaitement aligné ni aussi précis que celui entre deux briques LEGO officielles.

Ajustements et améliorations :

Afin de limiter ces problèmes, j’ai effectué des recherches supplémentaires et utilisé le mode normal de PrusaSlicer, ce qui permet de modifier davantage les paramètres pour améliorer l’adhérence au plateau et réduire le warping :

La valeur de la bordure extérieure a été modifiée : 8 mm au lieu de 5 mm.

2 couches de radeau ont également été ajoutées.

la logique de ralentissement du refroidissement a été réglée sur « Refroidissement uniforme » pour garder une température plus stable, surtout sur les couches imprimées très rapidement, ce qui évite les gros écarts de chaleur responsables des déformations.

Ces ajustements ont permis d'éviter le layer shift et le warping de la pièce pendant l’impression.

Résultat final :

La pièce obtenue après ajustement présente une meilleure stabilité à l’impression et moins de déformations visibles. 

L’assemblage avec des briques LEGO officielles reste possible, bien que la précision reste inférieure à celle d’un produit industriel.

Conclusion :

Cet exercice m’a permis de découvrir concrètement l’impression 3D à partir d’un modèle existant, tout en mettant en évidence les limites de cette technologie face à un objet industriel simple de haute précision comme une brique LEGO 2x4.

Il montre que, même pour un objet simple en apparence, la maîtrise des paramètres d’impression est essentielle pour obtenir un résultat fonctionnel et précis.

L’expérimentation de différents réglages dans le slicer (températures, bordure, radeau, logique de refroidissement) m’a également permis de comprendre leur impact direct sur la qualité de l’impression.
De simples ajustements peuvent fortement améliorer l’adhérence au plateau, limiter le warping et éviter des défauts comme le décalage de couches.

Cet exercice met en évidence le rôle central du slicer et montre que l’impression 3D n’est pas seulement une question de machine, mais aussi de réglages et de compréhension du comportement du matériau.

Exercice 2 : Impression d'un objet où on insère un aimant : un magnet pour le frigo

Objectifs :

• Modéliser un objet simple en 3D.
  
• Comprendre comment prévoir un espace pour intégrer un élément extérieur.
  
• Utiliser la fonction de pause pendant l’impression 3D.
  
• Intégrer un aimant directement dans la pièce imprimée.
  
• Vérifier la précision des dimensions par rapport à un objet réel.

Présentation du projet :

Dans le cadre de ce deuxième exercice, l’objectif était de modéliser un objet en 3D sur un outil de modélisation puis de le fabriquer par impression 3D en intégrant une pause d’impression, afin d’ajouter un élément extérieur directement pendant le processus.

J’ai choisi d’intégrer un aimant, dans le but de réaliser un aimant de réfrigérateur en forme de plante en pot.

L’idée du projet m’est venue après être tombé par hasard sur cette vidéo sur YouTube montrant un objet imprimé avec un aimant intégré à la fin de l’impression.
À partir de cette inspiration, j’ai décidé de recréer un pot similaire sur Tinkercad, en utilisant uniquement des formes simples et d'intégré l'aimant pendant l'impression.

Prise des mesures :

Avant la modélisation, j’ai mesuré les dimensions de l’aimant à l’aide d’un pied à coulisse numérique afin de garantir un ajustement correct dans le modèle 3D de l'espace où je vais intégrer l'aimant.

Grace à ses mesures j'ai pu définir :

• Le diamètre de l’aimant : 14.70 mm
  

• Son hauteur afin de déterminer la profondeur de la fente : 5.04 mm