Création de trous et conception soustractive – Techniques avancées

Introduction

La conception soustractive (création de formes par enlèvement de matière) est l'une des fonctionnalités les plus puissantes de TinkerCAD. Ce guide aborde la création de perçages avancés, les découpes complexes et des applications pratiques telles que les range-câbles et les systèmes de rangement modulaires.

Comprendre la fonction « trou »

Fonctionnement des trous dans TinkerCAD

Contrairement aux logiciels de CAO traditionnels, TinkerCAD utilise une approche simple mais puissante :

1. Créer une forme extérieure (l'objet solide)
2. Créer une forme intérieure (la forme à supprimer)
3. Marquez la forme intérieure comme un « trou ».
4. Lors de l'exportation, la forme intérieure est soustraite de la forme extérieure.

Principe clé

Le trou doit être entièrement contenu dans la forme extérieure. Si une partie quelconque dépasse la limite extérieure, la soustraction ne fonctionnera pas comme prévu.

Créer votre premier trou

Exemple étape par étape : Une simple boîte avec un trou

1. Créer la boîte extérieure : ajouter un cube, définir les dimensions à 50 mm × 50 mm × 20 mm
2. Créer un trou intérieur : ajoutez un autre cube et définissez ses dimensions à 20 mm × 20 mm × 20 mm.
3. Positionnez le trou : réglez la position sur X=15 mm, Y=15 mm, Z=0 mm (centré horizontalement, au ras du fond).
4. Marquer comme trou : Sélectionnez le cube intérieur, cliquez avec le bouton droit et choisissez « Créer un trou ».
5. Vérification : Le cube intérieur devrait maintenant apparaître transparent/fantôme, indiquant qu’il s’agit d’un trou.
6. Grouper : Sélectionnez les deux formes et appuyez sur Ctrl+G pour les grouper.

Résultat : Une fois exporté, vous obtiendrez une boîte pleine avec un trou carré de 20 mm × 20 mm.

Projet pratique : Organisateur de câbles

Concevons un organiseur de câbles fonctionnel avec plusieurs trous pour différents types de câbles.

Spécifications de conception

• Dimensions hors tout : 80 mm × 40 mm × 30 mm
• Matériau : PETG (durable pour une utilisation répétée)
• Épaisseur de paroi : 2,5 mm
• Diamètres des trous : 8 mm (USB), 12 mm (alimentation), 15 mm (câble HDMI)

Étapes de construction

1. Créer le corps principal : Cube de 80 mm × 40 mm × 30 mm
2. Créer un intérieur creux : Cube de 75 mm × 35 mm × 25 mm, positionné à X = 2,5 mm, Y = 2,5 mm, Z = 2,5 mm, marqué comme trou
3. Créer un trou pour port USB : cylindre de 4 mm de rayon et 30 mm de hauteur, positionné à X = 15 mm, Y = 20 mm et Z = 0 mm, marqué comme trou.
4. Créer un trou d'alimentation : cylindre de 6 mm de rayon et 30 mm de hauteur, positionné à X = 40 mm, Y = 20 mm et Z = 0 mm, marqué comme trou.
5. Créer un trou pour câble HDMI : cylindre de 7,5 mm de rayon et 30 mm de hauteur, positionné à X = 65 mm, Y = 20 mm et Z = 0 mm, marqué comme trou.
6. Grouper tout : Sélectionnez toutes les formes et regroupez-les.

Considérations de conception

• Profondeur des trous : Les trous doivent traverser complètement (hauteur = hauteur du corps).
• Positionnement des trous : Centrer les trous verticalement (Y=20 mm pour un corps de 40 mm de large)
• Espacement : Prévoir un espacement minimal de 10 mm entre les centres des trous afin de préserver l’intégrité structurelle.
• Tolérance de diamètre : Pour les câbles, ajouter 1 à 2 mm au diamètre réel du câble.

Techniques de perçage avancées

Technique 1 : Trous taraudés

Pour les trous de vis, créez un trou cylindrique légèrement plus petit que le diamètre de la vis :

• Vis M3 : Créez un trou d’un rayon de 1,5 mm (diamètre de 3 mm).
• Vis M4 : Créez un trou de rayon 2 mm (diamètre 4 mm).
• Vis M5 : Créez un trou d’un rayon de 2,5 mm (diamètre de 5 mm).

Conseil de pro : La vis va légèrement déformer le plastique en se vissant, assurant ainsi une fixation sûre.

Technique 2 : Trous fraisés

Pour les têtes de vis affleurantes, créez un logement en forme de cône :

1. Créer un trou cylindrique pour la tige de la vis (par exemple, rayon de 1,5 mm).
2. Créez un cône au-dessus (rayon de base 3 mm, hauteur 2 mm) pour loger la tête de vis.
3. Marquez les deux comme des trous
4. Résultat : La tête de vis affleure la surface

Technique 3 : Fentes et découpes rectangulaires

Pour les fentes de câbles ou les ouvertures rectangulaires :

1. Créez un cube dont les dimensions correspondent à l'emplacement souhaité (par exemple, 30 mm × 5 mm × 20 mm).
2. Positionnez-le à l'endroit où vous souhaitez que l'emplacement soit prévu.
3. Marquer comme trou
4. Résultat : Une ouverture rectangulaire pour les câbles ou les languettes

Exemple de découpe complexe : Système de rangement modulaire

Concevoir des boîtes de rangement empilables avec des languettes et des fentes imbriquées.

Spécifications de conception

• Dimensions de la boîte : 60 mm × 40 mm × 30 mm
• Hauteur de la languette : 5 mm
• Largeur de la fente : 2,2 mm (pour une épaisseur de paroi de 2 mm)
• Matériau : PLA (économique pour les commandes en série)

Construction

1. Créer la boîte principale : Cube de 60 mm × 40 mm × 30 mm avec intérieur creux (parois de 2 mm)
2. Créer des languettes latérales : deux cubes de 5 mm × 40 mm × 5 mm placés sur des faces opposées (pour l’empilage).
3. Créer des découpes en fente : quatre trous rectangulaires de 2,2 mm × 40 mm × 5 mm sur des côtés adjacents (pour recevoir les languettes d’autres boîtes).
4. Création d'une fente pour séparateur : un trou rectangulaire de 2,2 mm × 40 mm × 28 mm au centre (pour un séparateur optionnel).
5. Grouper tout : Sélectionner tout et grouper

Logique d'assemblage

Lors de l'impression :

• Les languettes d'une boîte s'insèrent dans des fentes sur les boîtes adjacentes.
• Les boîtes s'empilent verticalement et horizontalement
• Des séparateurs optionnels s'insèrent dans l'emplacement central.
• Le système est modulaire et reconfigurable.

Précision du positionnement des trous

Pour un positionnement précis des trous, utilisez cette formule :

• Centre horizontal : Largeur du corps ÷ 2 = Position X
• Centre vertical : Profondeur du corps ÷ 2 = Position Y
• Position en profondeur : 0 (pour les trous traversants) ou valeur Z spécifique (pour les trous borgnes)

Exemple : Centrer un trou dans une boîte de 80 mm × 60 mm

• Position X : 80 ÷ 2 = 40 mm
• Position Y : 60 ÷ 2 = 30 mm
• Position Z : 0 (pour trou traversant)

Erreurs courantes de conception des trous

Erreur	Problème	Solution
Le trou s'étend au-delà de la forme extérieure	La soustraction échoue ; le trou n'apparaît pas.	Assurez-vous que le trou soit entièrement à l'intérieur de la limite extérieure.
Trou trop petit pour l'usage prévu	Le câble ne passe pas ; la vis ne se visse pas.	Ajouter 1 à 2 mm de jeu aux dimensions réelles
Plusieurs trous trop proches	Parois fines entre les trous ; des pièces se cassent	Maintenir une épaisseur de paroi minimale de 3 mm entre les trous
J'ai oublié de le signaler comme trou.	La forme intérieure s'imprime en couleur unie.	Sélectionnez la forme intérieure et cliquez avec le bouton droit sur « Faire un trou ».
Trou excentré	Esthétiquement médiocre ; problèmes fonctionnels	Utilisez la formule de positionnement pour centrer avec précision.

Exportation de modèles avec trous

Lorsque vous exportez un dessin comportant des trous :

1. TinkerCAD effectue automatiquement la soustraction
2. Le fichier STL exporté contient la géométrie finale (pas d'objets de trous séparés).
3. Votre logiciel de découpe voit un seul objet solide avec des découpes.

Conseil de pro : avant d’exporter, faites pivoter votre motif et vérifiez que les trous apparaissent correctement sous tous les angles.

Points clés à retenir

• Les trous doivent être entièrement à l'intérieur des formes extérieures.
• Utilisez des cylindres pour les trous ronds, des cubes pour les découpes rectangulaires.
• Prévoir un dégagement de 1 à 2 mm pour les trous fonctionnels (câbles, vis).
• Maintenir une épaisseur de paroi minimale de 3 mm entre les trous
• Utilisez des formules de positionnement précises pour les trous centrés
• Marquez toutes les formes de trous avant de les grouper et de les exporter.

Prochain article de la série : Ajout de texte, importation de modèles et fonctionnalités avancées