HV-FABLAB
Découpe laser et impression 3D — Fiche de prise en main
Programme de Robotique et Technologies Numériques — 2026-2027
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Découpe laser et impression 3D — Fiche de prise en main

Programme de Robotique et Technologies Numériques — Année scolaire 2026-2027

Collège Privé La Vision Future de Grand-Bassam — Équipe pédagogique HV-FABLAB


À quoi sert ce document ?

Cette fiche explique comment transformer un fichier en objet réel, avec les 2 machines du laboratoire : la découpe laser et l'imprimante 3D.

Public : encadreurs et élèves.
Niveaux concernés : 3e et lycée (projets) ; démonstration possible dès le primaire.
Durée : 2 à 3 séances de découverte + usage en projet.


⚠️ 1. Sécurité — À LIRE AVANT TOUT

Ces deux machines sont les équipements les plus dangereux du laboratoire.

Règle absolue Pourquoi
Jamais seul devant la machine Un adulte formé doit être présent en permanence
Jamais sans surveillance Un incendie peut démarrer en quelques secondes
Ne jamais ouvrir le capot pendant le travail Rayon laser / pièce en mouvement
Ne jamais regarder le faisceau laser Lésion irréversible de l'œil
Un extincteur à proximité Règle de base en atelier
Ne jamais quitter la pièce C'est la règle qui sauve
Signaler toute odeur de brûlé Intervention immédiate
Ne pas toucher la pièce juste après Elle est très chaude

🎯 Phrase à faire retenir : « Une machine de fabrication numérique ne s'arrête pas toute seule en cas de problème. C'est moi qui surveille, ou on ne lance pas. »

⚠️ Ces règles font partie de la Charte du laboratoire. Un élève qui ne les respecte pas est écarté de l'atelier — la sanction est automatique.


2. Les 2 machines, à quoi elles servent

Découpe laser Imprimante 3D
Ce qu'elle fait Coupe ou grave une plaque Construit un objet couche par couche
Matière Plaque plate (bois, plexiglas, carton) Filament (plastique fondu)
Fichier de départ 2D — .SVG, .DXF 3D — .STL
Logiciel Inkscape SketchUp ou Fusion 360
Durée typique 2 à 15 minutes 30 minutes à 5 heures
Résultat Des pièces plates à assembler Un objet en volume
Image Un cutter très précis Une imprimante en relief

🎯 Le lien à faire comprendre :
Découpe laser = on part d'un DESSIN (2D).
Impression 3D = on part d'un VOLUME (3D).


3. La chaîne complète (commune aux 2 machines)

   1. IDÉE  →  2. DESSIN  →  3. FICHIER  →  4. PRÉPARATION  →  5. MACHINE  →  6. FINITION
   (besoin)    (logiciel)    (SVG/STL)      (slicer/logiciel)    (lancement)    (assemblage)
Étape Découpe laser Impression 3D
1. Idée Un support, un gabarit, une boîte Un boîtier, un engrenage, une pièce
2. Dessin Inkscape (2D) SketchUp / Fusion 360 (3D)
3. Fichier .SVG ou .DXF .STL
4. Préparation Attribuer les couleurs (découpe/gravure) Trancher (slicer) : orientation, supports, remplissage
5. Machine Envoyer, surveiller Envoyer, surveiller le début
6. Finition Détacher, poncer, assembler Retirer les supports, ébavurer, assembler

🎯 Message clé : « La machine ne réfléchit pas. Si mon fichier est faux, l'objet sera faux — et j'aurai gaspillé la matière et le temps de la machine. »


4. La découpe laser

Le principe

Un faisceau laser très concentré brûle la matière en suivant le dessin. Il coupe (traverse) ou grave (marque la surface).

Les codes couleur (essentiels)

Chaque couleur = une action différente. C'est le logiciel de la machine qui interprète ces couleurs.

Couleur Action Épaisseur de trait
Noir Découper (traverser) Très fin : 0,1 mm
Rouge Graver (marquer) Fin
Bleu Gravure légère Fin
Vert / autres Repères internes Selon la machine

⚠️ Chaque machine a ses propres codes. Toujours vérifier avec l'encadreur avant d'envoyer un fichier.

Les matières

Matière Épaisseur max courante Remarque
Bois (contreplaqué, MDF) 3 à 6 mm Le plus utilisé, très tolérant
Plexiglas (acrylique) 3 à 5 mm Beau rendu, attention aux vapeurs
Carton 1 à 3 mm Idéal pour prototyper
Papier — Découpe très rapide

⚠️ Les matières INTERDITES : PVC (dégage du chlore toxique et corrode la machine), vinyle, polycarbonate, mousse. À ne jamais découper au laser.

⚠️ L'épaisseur de la matière change tout : un emboîtement prévu pour du 3 mm ne rentre pas dans du 5 mm. Mesurer AVANT de dessiner.

Le chemin dans Inkscape

  1. Dessiner la pièce aux bonnes dimensions (mesures tapées au clavier).
  2. Mettre les traits de découpe en noir très fin (0,1 mm).
  3. Faire attention aux traits en double (la machine passerait 2 fois).
  4. Exporter en .SVG.
  5. L'encadreur importe dans le logiciel de la machine, lance, et surveille.

Les 6 vérifications avant de lancer


5. L'impression 3D

Le principe

L'imprimante fond un filament de plastique et le dépose couche par couche (souvent 0,2 mm) pour construire l'objet du bas vers le haut.

Le « slicer » : l'étape intermédiaire indispensable

Le slicer (logiciel de tranchage) transforme le .STL en instructions pour la machine.

Réglage Ce que c'est Valeur conseillée pour débuter
Hauteur de couche L'épaisseur de chaque couche 0,2 mm (bon compromis)
Remplissage La densité de l'intérieur 15 à 20 % (solide mais léger)
Supports Les étais à découper après Oui si l'objet a des porte-à-faux
Température buse La chaleur de la buse Selon le filament (PLA : 200 °C)
Température plateau Chaleur du plateau PLA : 60 °C
Adhésion Ce qui colle la pièce au plateau Jupette (brim) ou laque

L'orientation : la décision la plus importante

Le même objet, imprimé dans 2 orientations, n'a PAS la même résistance.

Règle Pourquoi
Mettre la face la plus grande en bas Meilleure adhérence
Imprimer le sens des efforts dans le plan des couches Les couches collent moins bien entre elles
Minimiser les porte-à-faux Moins de supports à enlever
Éviter les ponts longs Ils s'affaissent

🎯 Analogie pour les élèves : un objet imprimé en 3D est comme un mur de briques. Les briques collent bien entre elles dans la même rangée, mais moins bien entre les rangées. Donc si on tire « entre les rangées », ça casse plus facilement. C'est pour ça que l'orientation compte.

Le piège du « corps non fermé »

Un modèle 3D avec une surface manquante ne s'imprime pas correctement : le slicer va « boucher » le trou de manière imprévisible.

→ Vérifier : dans le modèle, le corps doit être opaque et fermé (pas de zone translucide).

Le vrai délai : à anticiper

Taille de l'objet Durée d'impression
Petit (2 cm) 20 à 40 min
Moyen (5 cm) 1 à 2 h
Grand (10 cm) 3 à 6 h

⚠️ Conséquence pédagogique : on ne peut pas imprimer 30 objets différents en une heure. Prévoyons : imprimer les objets entre les séances, et en séance, faire la conception et la préparation.


6. Le jeu d'assemblage (jeu / tolérance)

Pour que deux pièces s'emboîtent, il faut du jeu.

Pièce Cote Remarque
Pièce mâle 10,0 mm La cote théorique
Pièce femelle 10,2 mm Il faut de la place
Jeu total 0,2 à 0,3 mm À ajuster selon la machine
Machine Tolérance réaliste
Découpe laser Très précise (0,1 mm) → jeu faible
Impression 3D Moins précise (0,2 à 0,4 mm) → jeu plus grand

🎯 Erreur classique du débutant : dessiner les 2 pièces à la même cote → elles ne rentrent jamais.
À faire comprendre : « Deux mains exactement de la même taille ne peuvent pas se glisser l'une dans l'autre. Il faut toujours un peu de place. »


7. Matière, temps et gaspillage — la responsabilité

Chaque envoi à la machine coûte de la matière, du temps et de l'usure.

Bonne pratique Pourquoi
Prototyper en carton d'abord Coût quasi nul, validation rapide de la forme
Imprimer petit avant d'imprimer grand Vérifier que les dimensions sont bonnes
Vérifier le fichier avant d'envoyer Éviter une pièce ratée et de la matière perdue
Regrouper les pièces sur la même plaque Économiser la matière et le temps machine
Récupérer les chutes Elles servent aux tests
Noter ses réglages Pour pouvoir refaire, ou corriger

🎯 Message à faire passer : « Le fichier raté, ce n'est pas grave. La matière gaspillée, c'est de l'argent de l'école — et il n'est pas illimité. »


8. Progression conseillée

Séance Objectif Ce qui est produit
1 Découverte + sécurité (obligatoire) Rien — on observe, on comprend les risques
2 Découpe laser (démonstration) Une pièce simple découpée par l'encadreur
3 Impression 3D (démonstration) Un petit objet lancé, résultat à la séance suivante
4+ Usage en projet Les pièces de leur propre projet

🎯 La séance 1 ne produit RIEN, et c'est normal. On ne touche pas à ces machines avant d'avoir compris les risques. C'est non négociable.


9. Dépannage

Découpe laser

Symptôme Cause probable Solution
La machine ne découpe pas bien Puissance ou vitesse mal réglée Revoir les paramètres avec l'encadreur
La pièce est brûlée Puissance trop forte / trait en double Réduire la puissance, vérifier les doublons
Les pièces ne s'emboîtent pas Jeu insuffisant / épaisseur différente Ajuster le jeu, mesurer la plaque
La découpe est décalée Plaque mal fixée / miroir mal aligné Refixer la plaque, vérifier l'alignement
Fumée épaisse Matière inadaptée Arrêter, vérifier la matière (pas de PVC !)

Impression 3D

Symptôme Cause probable Solution
La première couche ne colle pas Plateau sale / température basse Nettoyer, régler la température, ajouter laque
Les couches se décalent Pièce décollée / courroie Nettoyer le plateau, vérifier les courroies
Bouchage de la buse Filament sale / température basse Déboucher, vérifier la température
Filaments qui pendent Pas assez de supports Activer les supports ou réorienter
L'impression s'arrête en cours Plantage, coupure Relancer (perte de la pièce)
L'objet est fragile Remplissage trop faible / mauvaise orientation Augmenter le remplissage, réorienter
Le fichier est refusé Corps non fermé Réparer le modèle (surfaces manquantes)

10. Erreurs pédagogiques à éviter

❌ À éviter ✅ À faire
Laisser un élève seul devant la machine Un adulte présent, toujours
Sauter la séance sécurité La faire en premier, obligatoirement
Lancer un fichier non vérifié Faire la checklist systématiquement
Dessiner les 2 pièces à la même cote Prévoir le jeu (0,2-0,3 mm)
Lancer une impression de 5 h en pleine séance Anticiper : imprimer entre les séances
Gaspiller la matière pour tester Prototyper en carton d'abord
Ne pas faire noter les réglages Tenir un carnet de réglages

11. Ressources externes


12. L'essentiel à retenir

  1. Sécurité d'abord : jamais seul, jamais sans surveillance, extincteur à portée.
  2. Découpe laser = 2D (.SVG) · Impression 3D = 3D (.STL).
  3. La machine ne réfléchit pas : fichier faux = objet faux.
  4. Le jeu d'assemblage (0,2-0,3 mm) est obligatoire pour emboîter.
  5. L'orientation d'une impression change sa résistance (effet « mur de briques »).
  6. Anticiper : une impression peut durer plusieurs heures.

Équipe pédagogique HV-FABLAB — Collège Privé La Vision Future de Grand-Bassam — Année scolaire 2026-2027