[Impression 3D] Fabriquer des chocolats

A l'approche de Pâques, on met l'impression 3D à l'épreuve pour fabriquer des chocolats personnalisés.

PROCEDES UTILISES

Pour fabriquer ces chocolats personnalisés, nous allons d'abord concevoir en 3D la forme que l'on souhaite, imprimer en 3D (en résine) les formes des chocolats, utiliser notre thermoformeuse pour créer des moules en plastique dans laquelle nous allons couler du chocolat qui prendra alors la forme du moule.

IMPRESSION 3D DLP-MSLA

Pour cette réalisation nous allons utiliser une nouvelle technique d'impression 3D. Cette fois nous n'allons pas faire fondre un filament thermoplastique mais nous allons durcir de la résine. Ici le plateau va plonger dans le bac de résine. Cette résine durcit lorsqu'elle est en contact avec de la lumière UV. Un projecteur ou un écran placé sous le bac de résine va projeter une lumière UV (de la forme de chaque couche) puis le plateau va se lever légèrement et une autre image sera exposée. On peut voir le process complet dans cette vidéo.

Les avantages de cette technologie par rapport à l'impression FDM sont :

• La précision, les couches peuvent être 10 fois plus fines donc quasiment imperceptibles à l'œil nue

• Que l'on imprime une ou plusieurs pièces, le temps de fabrication sera le même (l'écran expose une couche complète pour une même durée)

Les inconvénients de cette technologie par rapport à l'impression FDM sont :

• Il s'agit d'un procédé chimique (il faut porter des gants, des lunettes et un masque tant que la résine n'est pas durcie)

• Il y a des étapes de finition (nettoyage, curage de la résine) qui sont contraignantes

• Les pièces fabriqués sont en général très cassantes

• Il faut avoir une attention particulière pour le stockage de la résine. En effet celle-ci étant sensible aux UV, il ne faut pas l'exposer aux rayons du soleil lorsqu'elle n'est pas utilisée.

Nous allons ici utiliser cette technologie pour la précision des pièces réalisées. L'impression ne sera pas le produit final mais un outil pour créer un moule.

THERMOFORMAGE

Une fois les pièce imprimées, nous allons créer des moules pour couler notre chocolat grâce à notre thermoformeuse.

La thermoformeuse chauffe une feuille en plastique pour la ramollir. Une fois à température, on abaisse le plastique sur la pièce que l'on souhaite thermoformer. La machine va alors aspirer l'air sous le plastique pour que ce dernier prenne la forme de l'objet.

Ici nous allons utiliser une application alimentaire, il faut donc s'assurer que le plastique soit à usage alimentaire. Dans notre cas nous allons utiliser des feuilles de HIPS de 0,5mm d'épaisseur avec une certification "food safe"

CONCEPTION

Pour concevoir la forme des chocolats, il faut prendre en compte les procédés que nous allons utiliser. Pour pouvoir thermoformer correctement une pièce il faut qu'elle ait les paramètres suivants :

• Avoir des angles de dépouille sur les parois verticales (pour permettre le démoulage)

• Ne pas avoir de "poches" où l'air pourrait rester coincée

• Ne pas avoir de porte à faux, qui créerait des zones mortes pour le plastique

Une forme pyramidal est ici tout indiquée. C'est également une forme propice à l'impression 3D. Du coup on a conçue une forme générique sur laquelle nous allons extruder deux logos :

• Notre logo Aretech

• Le logo Open Hardware

Pour compléter les expérimentations, on a sélectionné en ligne, une forme de cœur low-poly, une pieuvre (pour le challenge) et un bitcoin (pour voir jusqu'où on pouvait aller dans les détails).

IMPRESSION 3D

Les étapes pour lancer l'impression 3D sont similaires à celles d'une imprimante 3D FDM. On importe les fichiers au format vectoriel dans le slicer, on sélectionne les paramètres liés à la résine que l'on utilise et on découpe le plateau.

Ici nous avons utilisé les paramètres suivants :

• Temps d'exposition : 2,5 secondes par couche

• Distance de levé : 5mm

• Vitesse de levée : 80mm/min

Il ne reste qu'à remplir le bac de résine et lancer l'impression.

Une fois l'impression terminée, il faut encore traiter les pièces :

• Plonger les pièces dans un banc d'isopropanol pour enlever l'excédant de résine

• Exposer les pièces à de la lumière UV afin de finir de durcir la résine

NOTE : Une fois durcie la résine est inerte est peut être manipulée avec les mains. Pour toutes les étapes précédentes il faut faire attention de ne pas projeter de la résine sur soi ou en dehors de la machine. Il faut donc prendre les précautions suivantes :

• Porter des gants en latex (pour se protéger les mains)

• Porter un masque (pour éviter de respirer les vapeurs)

• Porter des lunettes (pour éviter les projections dans les yeux)

• Poser les pièces non durcies sur un tapis en silicone

• Imprimer dans une salle aérée (pas dans une pièce de vie)

THERMOFORMAGE

L'étape de thermoformage se divise en plusieurs étapes. On place les pièces imprimées en 3D sur le plateau, on place la feuille en plastique dans la machine. On sélectionne, dans le menu de la machine, le type de plastique que l'on utilise et l'épaisseur de la feuille. La machine va chauffer le plastique, lorsque ce dernier sera à température, l'aspiration se mettra en route, il suffit de rabaisser la feuille sur le plateau. La machine va alors aspirer l'air sous la feuille, cette dernière prendra donc la forme des objets posés sur le plateau.

En bonus, le procédé est assez satisfaisant à regarder :

Une fois refroidie, on peut enlever la feuille, découper grossière les formes pour les séparer et on obtient nos moules pour les chocolats. Avant de les utiliser, on va bien laver les moules.

NOTE : le moule de la pieuvre n'a pas fonctionné (l'arrière de la tête de la pieuvre rend le démoulage compliqué. Pour ce qui est du bitcoin, des petits détails ne sont pas ressortis, le moule n'était pas satisfaisant pour faire les chocolats.

FABRIQUER LES CHOCOLATS

Pour terminer, rien de plus simple. Il faut se procurer des pastilles de chocolat chez votre chocolatier préféré et le faire fondre au bain maire.

Ensuite on coule le chocolat fondu dans les moules. On les tapote pour enlever les bulles d'air et on les laisse refroidir (à température ambiante ou au frigo).

Dans notre cas le démoulage se fait en douceur (les pièces étaient bien conçues) et on peut répéter le procédé autant de fois que l'on souhaite.