Conception générative par IA pour l'impression 3D

Lisa Ernst · 21.11.2025 · Technologie · 9 min

Quand quelqu'un arrive dans notre atelier avec un support cassé, on entend souvent la même phrase : "J'ai besoin exactement de cette pièce – mais plus solide et, si possible, pour demain."Avant, cela signifiait de nombreuses heures sur CAO, plusieurs impressions de test et quelques moments de frustration si la pièce cassait quand même à un endroit critique. Aujourd'hui, nous laissons l'IA faire une première ébauche, nous donnons des contraintes claires à la conception générative et n'envoyons que la meilleure variante sur l'imprimante.. Nous vous montrons, du point de vue de l'équipe de 33d.ch, comment combiner la conception générative assistée par IA avec l'impression 3D – de la saisie textuelle au STL optimisé. En chemin, vous obtiendrez des réglages pratiques, des écueils typiques de notre quotidien et quelques astuces qui nous ont permis de réduire considérablement notre taux d'échec.

Représentation eigene

Quelle: Représentation eigene

Introduction & Fondamentaux

Quand nous parlons d'IA, de conception générative et d'impression 3D, il s'agit pratiquement toujours de la même chaîne : d'abord, une idée de forme émerge (par exemple, avec l'IA à partir de texte ou d'images), puis un algorithme optimise la géométrie selon des objectifs tels que le poids, la rigidité ou la consommation de matériau, et enfin, l'imprimante met tout en œuvre couche par couche. Neural Concept montre bien comment de tels flux de travail IA transforment la fabrication additive.

Dans la pratique, nous observons chez nos clients des applications similaires : supports légers pour l'électronique, pinces et adaptateurs en ingénierie mécanique, conduits de ventilation ou de refroidissement complexes avec des structures internes labyrinthiques, ou pièces spéciales sportives/orthopédiques qui s'adaptent proprement au corps. Altair démontre comment les structures en treillis sont utilisées à cet effet.

Trois termes centraux reviennent dans presque tous les projets :

• Conception générative: Les algorithmes génèrent des suggestions de géométrie basées sur des contraintes telles que les charges, les points de fixation, le matériau et la méthode de fabrication. Souvent, des formes d'apparence organique apparaissent, auxquelles on ne penserait pas dans la CAO classique. Formlabs explique ce principe de manière pratique..
• Structures en treillis: Ce sont des structures internes semblables à des grilles, qui permettent de réduire le poids tout en améliorant la rigidité ou l'amortissement. Ceci est particulièrement utilisé dans la construction légère et la technologie médicale. 3erp.com aborde de telles applications..
• Génération 3D assistée par IA: Les modèles modernes génèrent des objets 3D directement à partir de texte, d'images ou de scans. Des fournisseurs comme Meshy AI, 3D AI Studio, Sloyd , Hyper3D proposent des interfaces à partir desquelles vous pouvez exporter des fichiers STL ou OBJ..

Le marché de l'impression 3D connaît une forte croissance mondiale, et les procédés de conception et d'optimisation basés sur l'IA en profitent directement. Divers rapports de marché prévoient pour les années à venir des taux de croissance à deux chiffres, tant pour l'impression 3D en général que pour l'utilisation de l'IA dans la fabrication additive. PR Newswire et Market.us fournissent des chiffres à ce sujet.

Préparation & Outils

Pour une entrée propre dans la conception générative IA impression 3D, vous n'avez pas besoin d'un laboratoire haut de gamme, mais d'un équipement de base judicieux. Ce qui a fait ses preuves dans notre atelier et dans les projets clients :

• Imprimante 3D: Une imprimante FDM fiable avec une mécanique bien calibrée et un volume d'impression adapté, par exemple de Prusa, Bambu Lab ou Creality.
• Sliceur: Des logiciels comme PrusaSlicer, Cura , OrcaSlicer, pour transformer les fichiers STL en G-code et contrôler la hauteur de couche, le remplissage et le support..
• Outil de manipulation de CAO ou de modèle: Des programmes comme Fusion 360, FreeCAD ou Blender pour le contrôle, l'ajustement et la réparation des modèles d'IA..
• Outils Texte-vers-3D: Services d'IA avec fonction d'exportation, par exemple Meshy AI, 3D AI Studio, Hyper3D, Sloyd ou Printpal. Beaucoup proposent des plans d'entrée gratuits..
• Logiciel de conception générative (optionnel): Modules dans des logiciels de CAO comme Fusion 360 ou des outils de treillis spécifiques de Altair ou Autodesk. Formlabs décrit le flux de travail d'une manière facilement compréhensible..

Pour acquérir une compréhension du choix des matériaux en relation avec la conception générative, nous nous basons souvent sur le tableau d'aperçu suivant :

Notre liste de contrôle interne avant de commencer ressemble donc souvent à ceci : premièrement, nous définissons une pièce cible claire avec des dimensions approximatives et des charges, deuxièmement, nous décidons quel outil d'IA générera le modèle et quelle CAO s'occupera du post-traitement, et troisièmement, nous vérifions sobrement si l'imprimante choisie peut réellement fournir le volume d'impression, le matériau et la précision. Neural Concept souligne également l'importance de tels objectifs clairs.

Guide étape par étape

Le chemin de l'idée à la pièce imprimée peut être bien décomposé en plusieurs étapes. C'est précisément ainsi que nous construisons les projets clients chez 33d.ch.

Étape 1 : Définir l'objectif et les conditions cadres

Réfléchissez d'abord à ce que la pièce doit réellement accomplir au quotidien : Une pince à câbles doit-elle seulement regrouper quelques fils ou un couvercle doit-il supporter plusieurs kilogrammes ? Notez la fonction, l'environnement (intérieur, atelier, chaleur, humidité), les distances de sécurité et les points de fixation, par exemple deux trous de vis selon un pas spécifique. Pour les pièces fortement sollicitées, il est utile d'estimer grossièrement les forces et de considérer directement des matériaux potentiels comme le PETG ou le nylon. 3erp.com donne des indications à ce sujet.

Petit contrôle : Si vous pouvez décrire votre pièce en une phrase compréhensible, vous êtes généralement assez clair pour les étapes suivantes.

Étape 2 : Définir la géométrie approximative

Avant de solliciter l'IA, créez une forme enveloppante ou un volume de référence, sinon elle pourrait produire dans le pire des cas un beau modèle qui ne convient nulle part – c'est frustrant. Un simple pavé avec des découpes dans Fusion 360 ou FreeCAD suffit souvent. Les surfaces de fixation ultérieures, les perçages et les dimensions limites sont importants.

Contrôle de succès à ce stade : Si nécessaire, imprimez uniquement la forme enveloppante avec quelques couches et vérifiez sur l'objet si les dimensions et l'espace d'installation conviennent.

Étape 3 : Générer un premier modèle avec l'IA Texte-vers-3D

Voici le cœur du sujet : un outil Texte-vers-3D comme Meshy AI, 3D AI Studio, Sloyd, Hyper3D ou HexaGen. Décrivez la pièce aussi concrètement que possible, par exemple : "pince à câble mécanique avec deux canaux pour câbles de 4 mm, surface d'appui plate avec deux trous de vis, pour impression 3D FDM sans détails extrêmement fins". Beaucoup de ces outils fournissent plusieurs variantes ; choisissez celle dont la silhouette globale convient le mieux et exportez en STL ou OBJ. Reuters rend compte par exemple des modèles 3D ouverts de Tencent.

Chez 33d.ch, nous formulions souvent trop généralement au début ("support pour câble"). Le résultat avait l'air bien, mais était à peine utilisable. Depuis que nous mentionnons directement dans le prompt la largeur de la buse, les épaisseurs de paroi approximatives et la situation d'installation, nous obtenons des ébauches nettement plus imprimables.

Étape 4 : Vérifier, nettoyer et ajuster le modèle en dimensions

Aucun modèle d'IA n'est jamais allé directement dans notre imprimante. Ouvrez le maillage dans votre outil de CAO ou de maillage et vérifiez si le modèle est fermé, ne contient pas de fragments lâches et si les épaisseurs des parois et les détails sont imprimables. Pour une buse de 0,4 mm, des parois porteuses d'au moins 1,2 mm et des détails fins à partir de 0,6–0,8 mm ont fait leurs preuves. 3erp.com cite des valeurs indicatives similaires.

Ajustez de manière ciblée les dimensions critiques comme les diamètres des trous, les largeurs des fentes ou les surfaces de contact. Nous mettons en œuvre de nombreux projets de telle manière que les zones fonctionnelles sont modélisées paramétriquement et que seules les zones "organiques" proviennent de l'IA. Formlabs décrit ce mélange de surfaces fonctionnelles et de structures plus libres.

Un test rapide « Low-Infill-Testdruck » (impression d'essai à faible remplissage) convient comme contrôle : peu de périmètres, hauteur de couche grossière, juste pour voir si tout s'assemble mécaniquement.

Étape 5 : Appliquer la conception générative ou l'optimisation Lattice

Quelle: amfg.ai

La conception générative utilise des algorithmes pour optimiser les pièces en tenant compte des charges et des contraintes.

Si la pièce doit être plus qu'un simple couvercle, la prochaine étape en vaut la peine. Dans Fusion 360 vous définissez les surfaces de fixation comme zones "Preserve", marquez les zones d'obstacles, appliquez des cas de charge et sélectionnez "Additive" comme méthode de fabrication. Le système propose alors des géométries qui économisent du matériau tout en restant stables – souvent avec des formes ramifiées semblables à des treillis. Formlabs explique ce processus.

Pour les structures internes, les outils de treillis sont adaptés, générant automatiquement des géométries de treillis basées sur les chemins de charge et les types de cellules. L'IA générative moderne peut optimiser les treillis de manière à atteindre des valeurs cibles définies pour la rigidité, l'absorption d'énergie ou les propriétés thermiques. accscience.com et Altair montrent des exemples typiques.

Comme contrôle de succès, nous utilisons souvent de simples contrôles FEM ou du moins des « tests de bon sens » : Où circulent les lignes de force, où une entretoise pourrait-elle casser, où faut-il plus de matière.

Étape 6 : Trancher et imprimer

Exportez le modèle optimisé en STL et importez-le dans votre sliceur. Choisissez une orientation où les surfaces critiques reposent de manière stable sur le lit d'impression et où les surplombs sont aussi petits que possible. Pour les pièces fonctionnelles, nous utilisons souvent une épaisseur de couche de 0,2 mm, trois à quatre parois extérieures et un remplissage de 30 à 40 % (par exemple, Gyroid). Avec les structures en treillis, le sliceur travaille généralement sans remplissage classique, car le treillis lui-même forme la structure porteuse. 3erp.com fournit des conseils pratiques ici.

Faites attention aux températures adaptées, aux réglages du ventilateur et aux vitesses d'impression raisonnables. Surtout avec les pièces légères génératives, il vaut la peine de ne pas viser une vitesse maximale – un treillis arraché économise du filament, mais pas vos nerfs. Market.us souligne le rôle des processus stables.

Étape 7 : Tester, apprendre, itérer

Après l'impression, le test pratique suit : la pièce remplit-elle sa tâche, ou se tord-elle aux mauvais endroits ? Le montage convient-il, quelque chose entre-t-il en collision, ou la pièce est-elle bien ajustée ? Si quelque chose ne va pas, retournez à l'étape 4 ou 5, renforcez les zones critiques, ajustez le treillis ou affinez vos contraintes dans la conception générative. Neural Concept décrit comment l'IA permet de gagner du temps précisément dans ces itérations.

Dans notre atelier, c'est devenu notre quotidien : Un client de l'industrie mécanique apporte un support trop lourd, nous générons en une ou deux boucles une conception générative plus légère et imprimons finalement une variante qui économise souvent 30 à 50 % de poids, mais qui tient quand même au test.

Quelle: 3dnatives.com

La conception générée par IA permet la création de modèles 3D complexes et optimisés pour l'impression 3D.

Erreurs courantes & Solutions

Nous gagnons beaucoup de temps en ayant à l'esprit les erreurs typiques de la conception générative IA impression 3D à l'avance. Quelques exemples pratiques :

• Modèles d'IA trop « artistiques »: Certains modèles Texte-vers-3D aiment les fines entretoises, les éléments flottants ou les ornements pointus qui n'ont tout simplement aucun sens sur une imprimante FDM. Le sliceur signale alors des épaisseurs de paroi fines ou dessine des lignes étranges dans l'aperçu. Neural Concept aborde ces limites. Cela nous est aussi arrivé au début – depuis que nous formulons plus strictement, le taux de rebut a considérablement diminué..
• Maillages non fermés ou défectueux: Surtout avec des formes complexes et plusieurs étapes de traitement, des trous ou des surfaces doubles apparaissent rapidement. À l'impression, cela se voit sous forme de lacunes ou de couches manquantes. 3erp.com décrit cela en détail..
• Conceptions génératives difficiles à monter ou qui ne rentrent pas dans le volume d'impression: Un algorithme optimise d'abord uniquement les indicateurs de performance, pas votre tournevis. La conséquence : des pièces légères parfaites, mais pratiquement impossibles à visser dans la réalité. Formlabs et Neural Concept montrent comment de telles contraintes sont intégrées..
• Structures en treillis trop finement choisies: Si l'épaisseur des entretoises est proche de la largeur de la buse, le treillis a tendance à se casser lors du retrait du lit d'impression – lors de nos premiers travaux sur les treillis, nous avons littéralement vu des pièces s'effriter entre nos mains. Altair donne des valeurs indicatives à ce sujet..

Variantes & Adaptations

Le flux de travail décrit n'est pas une recette rigide. Selon le projet, nous l'adaptons légèrement dans l'atelier de 33d.ch.

• Objets décoratifs ou figurines: Quand il s'agit principalement d'apparence, nous omettons souvent l'étape de conception générative et nous concentrons sur des modèles Texte-vers-3D de haute qualité. Des outils comme Meshy, Sloyd , Hyper3D sont performants ici – surtout pour l'impression résine avec des détails fins..
• Pièces fonctionnelles en ingénierie mécanique ou aéronautique: Ici, l'accent est clairement mis sur la conception générative et les structures en treillis. L'IA générative peut créer des treillis qui répondent aux exigences mécaniques et thermiques avec une consommation de matériau aussi faible que possible. accscience.com montre des exemples appropriés..

Des plateformes comme Neural Concept combinent la simulation assistée par IA avec l'optimisation géométrique. Ainsi, les variantes peuvent être vérifiées beaucoup plus rapidement que si chaque conception était simulée manuellement.

Quelle: 3dprintingindustry.com

Des structures en treillis filigranes, comme ici dans une pièce métallique, sont une marque de fabrique de la conception générée par IA et de l'impression 3D.

Il est également intéressant de jeter un coup d'œil vers l'avenir : les développements de l'impression 5 axes, par exemple par Generative Machine ou Ai Build, permettent une impression quasi sans support et modifient ainsi la façon dont nous planifions les surplombs et les treillis. Le GenerationOne est un exemple d'imprimante 5 axes dont le châssis a été conçu de manière générative. Tom's Hardware, All3DP, Autodesk , GitHub présentent le concept.

Si vous souhaitez voir le flux de travail Texte-vers-3D en direct, une courte vidéo aide souvent plus que dix captures d'écran :

Cette vidéo montre comment les modèles sont générés à partir de descriptions textuelles avec Meshy AI et préparés pour l'impression 3D.

FAQ : Questions fréquentes de notre atelier

Lors des discussions avec des Makers amateurs, des PME et des écoles, nous rencontrons toujours des questions similaires concernant la conception générative IA impression 3D. Nous abordons ici certaines d'entre elles.

Question 1 : Puis-je utiliser des designs générés par IA pour des pièces de sécurité ?

Pour les pièces de sécurité critiques – par exemple, des composants porteurs, des pièces de machines critiques pour la sécurité ou des pièces dans l'aéronautique – un design IA seul ne suffit pas. Vous avez besoin de preuves, de tests et éventuellement de certifications complètes. L'IA et la conception générative sont des outils puissants pour la recherche de variantes, mais la conception finale doit toujours être sécurisée par des simulations classiques, des essais et des normes. Neural Concept et des fournisseurs similaires soulignent précisément ce point.

Question 2 : Ai-je besoin de logiciels professionnels coûteux pour commencer avec la conception générative IA impression 3D ?

Pour les premiers projets, notre expérience est claire : non. De nombreuses plateformes Texte-vers-3D ont des niveaux gratuits, et les programmes de CAO comme FreeCAD ou Blender sont gratuits de toute façon. Les fonctions de conception générative dans Fusion 360 ou les outils de treillis de Altair coûtent généralement une licence, mais offrent un contrôle plus approfondi et des flux de travail confortables. Nous recommandons souvent : d'abord apprendre le principe avec des outils gratuits, puis passer aux logiciels professionnels si nécessaire.

Question 3 : Qu'en est-il des droits d'utilisation des modèles 3D générés par IA ?

Les droits d'utilisation varient d'un service à l'autre. Certaines plateformes vous permettent d'utiliser les résultats commercialement, d'autres conservent certains droits ou exigent une mention. Les modèles open-source utilisent souvent des licences comme MIT, Apache ou Creative Commons. Vous trouverez des exemples entre autres sur Hyper3D, HexaGen et des projets sur GitHub. Vérifiez donc toujours attentivement les conditions générales et textes de licence si vous souhaitez utiliser un modèle commercialement.

Question 4 : Quel est l'avantage pratique par rapport à la CAO classique sans IA ?

Nous constatons la plus grande différence partout où de nombreuses variantes sont demandées : supports légers, géométries de canaux de refroidissement alternatives, différentes topologies pour les mêmes contraintes. Les approches génératives assistées par IA fournissent ici des variantes en quelques minutes ou heures, ce qui prendrait facilement des jours ou des semaines à un humain. Neural Concept et Formlabs soulignent cet avantage. Pour des pièces simples comme des plaques de couverture ou des entretoises, la CAO classique reste souvent l'option la plus rapide.

Question 5 : Puis-je aussi générer directement des fichiers imprimables en 3D à partir de texte avec l'IA, sans connaissances en CAO ?

Oui, cela fonctionne étonnamment bien désormais. Des fournisseurs comme HP, Meshy, Sloyd, Hyper3D, 3D AI Studio ou les modèles 3D publiés par Tencent génèrent directement des objets à partir de texte et d'images, qui sont souvent imprimables avec quelques ajustements. Néanmoins, vous devriez avoir une compréhension de base des dimensions, des tolérances et des limites d'impression – sinon, le modèle sera peut-être joli, mais ne fonctionnera pas.

Court résumé : ce que vous pouvez retenir maintenant

Pour finir, nous résumons les points les plus importants de manière compacte – c'est ainsi que nous travaillons en interne avant de lancer un nouveau projet :

• Définissez clairement la fonction, l'environnement et les points de fixation de votre pièce avant d'activer l'IA.
• N'utilisez jamais les modèles d'IA aveuglément : vérifiez, réparez, ajustez les dimensions et chargez-les ensuite dans le sliceur.
• Utilisez la conception générative et les structures en treillis là où le poids, la rigidité ou l'économie de matériau comptent vraiment.
• Prévoyez suffisamment d'itérations – l'IA accélère le processus, mais ne remplace pas les tests sur pièce réelle.
• Documentez les réglages et flux de travail qui fonctionnent, afin de pouvoir les réutiliser pour des projets futurs.

Si vous planifiez un projet complexe et que vous n'êtes pas sûr que votre conception générative soit réellement imprimable, un second regard extérieur vaut souvent la peine. Dans notre atelier chez 33d.ch, nous vérifions régulièrement ces pièces pour des clients de secteurs très variés – du Maker amateur à la PME.

Cette vidéo montre un flux de travail de conception générative dans Fusion 360 et rend le passage de la théorie au flux de travail pratique tangible.

Correspond bien à cela (idées de liens internes pour d'autres articles) :

• Comprendre les tolérances en impression 3D
• Stocker et sécher correctement le filament
• Réglages du sliceur pour des pièces fonctionnelles fiables
• Comparaison de l'impression 3D FDM, SLA et SLS au quotidien
• Checklist pour la première impression 3D avec des pièces clients

Si vous appliquez ces éléments étape par étape à vos propres projets, vous aurez une base solide pour non seulement essayer la conception générative IA impression 3D, mais pour l'utiliser réellement dans votre quotidien.