Comment réaliser de la photo-découpe chez soi

[bgire]

Bonjour tout le monde,

A la demande de Nolho, je vous explique ici comment concevoir et réaliser soi-même une planche de détaillage en photo-découpe pour améliorer nos maquettes.
C'est un processus long, mais à la portée d'un maquettiste... et le résultat en vaut largement le coup.

Ici, désolé d'être hors-sujet, mais l'essentiel de ma photodécoupe étant pour le moment de la marine et de l'aviation, vous ne verrez pas d'exemple spatial.

Le principe de la gravure chimique (photo-découpe, photoetching en Anglais)



Comme on le voit ci-dessus : les parties du métal protégées par la résine photosensible ne sont pas attaquées par l'acide. En combinant un dessin différent pour chacune des faces du métal, ont obtient un effet de relief.



Voici les étapes extraites d'un diaporama de mon crû que j'utilise pour présenter la technique dans les clubs.







- Dessin à l'ordinateur du masque.
Le masque est constitué d'un sandwich de deux feuilles de transparent. Dans mon procédé de gravure "en relief", on grave simultanément les deux faces : il faut donc deux masques en parfaite coïncidence.
Les masques sont dessinés à l'aide d'un logiciel de DAO "vectoriel" (CorelDraw, Illustrator.... j'utilise Illustrator. Ils sont imprimés sur transparent.







Les zones blanches seront attaquées et dissoutes par l'acide
Ce sont des copies d'écran : les originaux sont imprimés en 1200dpi







La gravure proprement dite :
Elle se fait sur des feuilles de métal (inox ou laiton) d'épaisseur diverses (1/10e à 5/10e). Ces feuilles (250x100mm) sont recouvertes sur leurs deux faces d'une résine photosensible protégée sous une pellicule plastique noire.

Tout le procédé se réalise à la lumière du jour ou électrique, mais PAS dans le noir (on n'a pas besoin d'un labo photo : un établi de 2m de long suffit)

- Mise en place de la plaque photosensibilisée dans le masque. Le métal est du laiton ou du maillechort l'inox de 1/10e : on a enlevé les deux pellicules protectrices.



- Insolation aux UV : deux faces, 3mn par face
Comme pour un steack : on insole une face 3mn, puis on retourne et on insole à nouveau.

- Développement au révélateur (Soude, 6 minutes)
Comme pour une photo ou un circuit imprimé électronique, sauf que ça se fait en plein jour.





-Gravure dans l'acide à 48°C : (20 minutes quand l'acide -du persulfate de sodium- est "frais")
En électronique, on utilise du perchlorure de fer, mais celui-ci est opaque : on ne peut pas surveiller la progression de la gravure.
Le persulfate de sodium est bien plus pratique (transparent) et beaucoup plus rapide.
A gauche, la résistance chauffante d'aquarium, à droite le thermomètre, en bas les bulles pour agiter tout ça (pompe d'aquarium)



-Rinçage à l'eau légèrement basique (pour neutralisation) pour stopper la gravure



- Nettoyage à l'acétone pour enlever le vernis photosensible et les restes éventuels de produits chimiques.





- La plaque terminée : à noter la gravure en relief.
Remarquer à gauche le tableau de bord avec les cadrans (en deux exemplaires par sécurité)



Pour la finesse de détail, on travaille couramment au 1/10e sans problème. On peut même descendre au 1/50e mais là, il faut bien surveiller la gravure et s'arrêter juste à temps... c'est un peu un coup de poker mais ça marche avec de l'entraînement.
Ici, c'est du 1/72e : Cockpit d'un Bell X-22 (avion expérimental US des années 60, maquette en résine Anigrand)

La console centrale du cockpit : on voit très bien les rivets en relief (diamètre 0,18mm) :



Le plancher du cockpit. Encore les rivets...




Voilà, maintenant, y'a plus qu'à !
Ceci peut vous paraitre impressionnant, mais l'ensemble des étapes est assez simple à mettre en oeuvre.
Par contre, je ne vous cacherai pas que cela implique beaucoup de temps passé en recherche documentaire, mais surtout en dessin devant l'ordinateur, d'autant -hélas- que les fantastiques possibilités de ce procédé rendent perfectionniste...

Bruno

[NOLHO]

Génial Bgire.
C'est clair et passionnant !
Merci beaucoup.

[Frandu12]

c'est simple avec l'habitude mais c'est comme en électronique beaucoup de temps a dessiner le circuit imprimer puis on essaye de pas laisser trop de temps dans la cuve avec de l'acide puis on rince et on découpe très simple d'accord avec toi

[phyl d'ariane]

bravo

un vieux comme moi ne savait pas le procédé. Génial

par contre, simple comme tu le dis, c'est parceque tu domines le truc.

Pour un béotien comme moi qui ne sait même pas utiliser un logiciel de dessin, je ne t'en fais pas un
bravo pour ton explication, il va falloir que je la relise "quelques pois", pour être sûr de comprendre

je suis en tous les cas impressionné, tout autant par la quantité, que par la qualité de ton travail

quand je vois ton port, je "débarquerais" bien chez toi

phyl d'ariane

[bgire]

Merci pour le compliment.
J'ai juste, en effet, oublié un petit détail :
J'ai mis ma méthode au point après 12 ans de recherches infructueuses, d'essais désastreux et autres joyeusetés.
Mais je suis d'un naturel.... borné tenace.
Et puis Internet est arrivé, cet Internet qu'il est de bon ton de décrier en ce moment.
Cherchant sur la Toile, je suis tombé sur le site de Gerhard Saemann, un artisan Allemand qui fabrique de la photo-découpe et surtout vend tous les produits et la méthode.
Je m'en souviens très bien, c'était début Juillet 2003 : mon premier essai avec sa technique et son matériel.
C'était aussi mon dernier espoir...
Et, surprise : 100% de succès du premier coup !
12 ans après... je vous laisse imaginer...

Six ans après, j'en suis à plus de 150 feuilles gravées et à ma troisième graveuse (ça s'use, ces bestiaux)

Alors je me suis dit que si je pouvais faire gagner 12 ans à d'autres passionnés...

Au sujet du dessin sur ordinateur :
Certes, il faut apprendre au début, puis s'entrainer en pratiquant.
C'est comme le piano : au début, on en bave, puis après quelques temps on se fait vraiment plaisir.
Les logiciels de dessin vectoriel comme Corel Draw et Illustrator sont devenus facile à prendre en main. Après quelque pratique, on dessine à une vitesse impressionnante et une précision quasi parfaite grâce aux fonctions de zoom.

Alors promis : dès que je me lance dans un projet de photo-découpe "spatial", je vous en montrerai ici les étapes.

Bruno

[CSM-103]

Alors promis : dès que je me lance dans un projet de photo-découpe "spatial", je vous en montrerai ici les étapes.

Bruno

Alors la,je dis BRAVOBruno!!!
en effet,c'est une idée excellente...,merci!!!



philippe

[Bouran]

Pour ceux qui font un peu d'électronique chez eux, le matos qui sert à graver les circuits imprimés peut très bien être employé pour faire de la photo découpe, il n'y a juste que la matière première à acheter...

[fredb]

Je réalise également dans le cadre de mon boulot de la gravure de circuit imprimé pour l'électronique (composant montés en surface). On descend souvent à une finesse de 0.3 mm avec la même méthode de masquage seulement au moment de l'insolation sous la lampe à UV, on glisse l'ensemble de la plaque à graver dans une poche de plastique transparent dans laquelle on fait le vide. De cette manière le masque est constamment plaqué sur la carte.

[bgire]

Les méthodes sont les mêmes : électronique ou maquettisme.

Lors du flashage du film, le dessin "verso" est inversé, afin que l'image (l'encre) sur le film se trouve contre la feuille de métal.
Dans le cas contraire, on a l'épaisseur du film qui introduit une parallaxe et un léger flou, ruinant les petits détails.
Dans un flashage de type "OFFSET", l'émulsion est située sous le film et non au-dessus.

Au moment de l'insolation par UV, le "sandwich" (films + métal) est pressé fortement à défaut d'être mis dans une poche sous vide pour assurer le meilleur contact possible entre le dessin (émulsion) et le métal.

En théorie, le plus petit détail possible est égal à la demi-épaisseur du métal.
Je travaille avec du 1/10e ou 2/10e, ce qui donne des détails respectivement de 0,05 et 0,1mm.
J'ai réussi, expérimentalement, à descendre au-dessous (0,03mm) mais là, il faut graver "en dynamique", c'est à dire arrêter à la seconde où on a atteint le but recherché et plonger immédiatement la planche dans un bain neutralisant (soude). Cette méthode est très acrobatique, peu fiable et génère beaucoup de gaspillage (sur-gravure)

Une difficulté à surmonter, due au matériel d'amateur dont je dispose : la cuve de gravure (voir photo) mesure 28cm de hauteur. L'acide y est chauffé par la résistance située le long d'un bord, mais on constate naturellement l'établissement d'un gradient de température du bas en haut. En clair, l'acide est plus chaud en haut qu'en bas. La différence est tellement importante qu'en gravant une plaque entière (25cm de hauteur) on peut avoir la partie du haut gravée avant le reste, avec donc un risque de sur-gravure de celle-ci.
Pour palier cet inconvénient, je fractionne mes planches en deux, trois ou quatre sous-planches que je grave ensemble jusqu'à 75% d'achèvement. Ensuite, je sépare les sous-planches que je suspends dans la cuve les unes à côté des autres : elles baignent dans une zone de même température et la gravure progresse alors de façon uniforme.

Un autre problème qui m'a donné du fil à retordre : à certains endroits la zone à graver est importante. Par exemple une surface assez grande à graver en demi-épaisseur, ce qui implique une grande aire d'action de l'acide. j'ai constaté alors une réaction exothermique qui provoque une sorte d'emballement de la gravure localement : si la pièce est gravée correctement, des pièces voisines, en particulier si elles ont des détails fins, sont sur-gravées et souvent détruites.
L'effet est dramatique avec le laiton : pour ce métal, l'emballement thermique était tel qu'il m'est arrivé une fois de faire monter la température de l'acide à 70°C (ce qui le détruit) avec le chauffage coupé ! Je ne pouvais pas maitriser le phénomène.
Par la suite, j'ai abandonné le laiton (sauf nécessité esthétique) en faveur du maillechort qui est moins "thermique" et surtout donne des pièces bien plus faciles à manipuler lors du montage sur les kits.
J'organise aussi la répartition des éléments sur mes planches pour disposer, par exemple, les petites pièces fines ensemble et les grosses d'un autre côté.

Tous ces défauts n'apparaissent pas avec les graveuses industrielles, pour lesquelles la température et l'agitation sont mieux contrôlées.

Enfin, protection de l'environnement oblige, il est hors de question de jeter l'acide "usé" à l'égout. Quand il est "terminé" (un litre d'acide peut dissoudre jusqu'à 40-50g de métal, ce qui représente entre 5 et 8 planches de 250x100x0,1mm), l'acide est chargé de boues métalliques qu'on cristallise avec un agent neutralisant (une base) pour ramener le pH à 7 (neutre) et condenser le métal dans le fond.
Je traite ce mélange dans un seau en plastique : je commence par baisser le pH jusqu'à 7 en ajoutant petit à petit du neutralisant et en contrôlant avec un "papier pH". Ensuite je laisse décanter deux semaines. A la fin, le liquide qui surnage est de l'eau salée qui peut partir à l'égout. Le reste (les boues métalliques) est séché à l'air et porté à la déchèterie voisine.

Pour diminuer les coûts et prolonger la durée de vie de l'acide, il est donc nécessaire de minimiser les zones à dissoudre complètement. Comme indiqué sur l'une des photos de mon exposé, après avoir dessiné une pièce, je "l'entoure" d'un blanc de 0,8mm de largeur en moyenne qui correspond à la zone qui sera enlevée. En peaufinant cette technique, on arrive à graver jusqu'à 8 à 10 planches par litre d'acide au lieu des 6 annoncées par le fabriquant.
Pour chaque planche que je grave, je pèse la feuille de métal avant et après, pour en déduire la masse dissoute... quand je m'approche de 50g cumulés, il est temps de changer d'acide.

Tout ceci vient de mon expérience, de l'observation et analyse minutieuse des sets de photo découpe disponibles dans le commerce et des conseils avisés fournis par la maison Saemann.

Bruno

[phyl d'ariane]

ouf, quel texte

bravo pour ton esprit pédagogique

phyl d'ariane

[CSM-103]

Fantastique,passionnant...j'avoue ne pas avoir compris le quart des explications mais quelle technique formidable!!!
lorsque j'avais lu la réalisation du Discovery du film "2001"au 1/60,il avait un article sur le thermoformage et la photodécoupe,
les antennes du Discovery étant réalisées suivant le procédé de la photodécoupe:


http://lemonolithe.free.fr/maquette/disc/journal/page6.htm


ce n'est pas le meme sujet,mais pour ce qui est du thermoformage,Bruno tu pourrais peut-etre nous expliquer ce procédé,ceci dans le but de remplacer la visière de l'astronaute lunaire revell qui n'est pas assez bombée...

merci !!!

philippe

[bgire]

j'avoue ne pas avoir compris le quart des explications mais quelle technique formidable!!!

Oups, désolé de ne pas être assez clair. Mais comme j'ai promis un exemple "spatial" dans quelques temps (dès que j'aurai reçu la capsule Mercury commandée voici deux jours), j'essaierai de faire plus simple.

ce n'est pas le même sujet,mais pour ce qui est du thermoformage,Bruno tu pourrais peut-être nous expliquer ce procédé...

Après moult tâtonnements et bricolages plus ou moins foireux, j'ai découvert le thermoformage l'an dernier avec mes élèves.
C'est vraiment une superbe technique, assez facile à mettre en œuvre... pour peu qu'on ait la pompe à vide ad-hoc (c'est sur ce point précis que je butais).
Il faut que je trouve un sujet spatial pour illustrer (pour l'instant, je n'ai qu'un sujet "avion"). On verra dans quelques mois.

Bruno

[phyl d'ariane]

pour l'instant, je fais un peu de thermoformage avec des "feuilles transparentes" prévues à cet effet, et au pistolet à air chaud, mais il faut bien doser, et faire un gabarit correct pour donner la bonne forme. Je n'en ai pas encore assez fait pour maitriser

je pense que la technique que tu vas nous décrire est bien plus efficace

phyl d'ariane

[NOLHO]

Phyl, si tu veux nous faire un petit post d'initiation au thermoformage (matériau, outillage et technique), c'est avec plaisir !
Bruno pourra compléter ensuite !