Imprimante 3D...Allé, je me lance !

enfin...presque :)

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Reprise du dernier message de la page précédente

ça sera pas vraiment présenté sous la forme d'un tuto en fait, vu que le projet et collaboratif, chacun peut apporter sa pierre à l'édifice, que ce soit en présentant des sources extérieurs, des idées, suggestions, modifications…disons que c'est une feuille de route public qui va de rien jusqu'à une imprimante 3D :) ( je n'ai de toute façon pas (encore) toutes les compétences requises pour entreprendre la rédaction d'un tuto). On peut bien sûr suivre l'avancement du projet et construire la sienne chez soi sans intervenir dans la réflexion et la conception…au lieu de faire mon truc tout seul dans mon coin au fond de mon atelier, je vais le faire en place public, voila tout :)

Édité par Air_maX

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Bonjour à tous !

On continue aujourd'hui notre folle aventure avec encore un peu de théorie (mais pas que, y aura du sport aussi ;) ) !

Qui dit 3D, dit 3 axes, et ben figurez-vous que pour l'impression 3D, c'est pareil :D (pour simplifier, certaines imprimantes 3D pouvant atteindre 6 axes) :

SVP, c'est par où le Nord ?

Dans les faits, la tête d'impression parcoure les axes X et Y simultanément en déposant un filament de plastique (préalablement chauffé) sur son passage. Lorsque l'imprimante à fini le tracé d'une couche, la tête d'impression est éloignée (d'une poignée de Microns) de la surface de travail via l'axe Z, et continue son chemin, avant d'être éloigné à nouveau, c'est grâce à ce cycle d'action répété encore et encore que votre objet imprimé va naître !

Pour obtenir ce résultat, il existe plusieurs méthodes, dont voici la liste :

  • 1) Surface de travail immobile/la tête d'impression traite l'ensemble des axes
  • 2) Surface de travail mobile sur un axe/la tête d'impression s'occupe des deux autres (X/YZ ou Y/XZ ou Z/XY)
  • 3) Surface de travail mobile sur deux axes/la tête d'impression n'en gère qu'un seul (XY/Z ou YZ/X ou ZX/Y)
  • 4) Surface de travail mobile sur tout les axes/la tête d'impression est immobile

Nous voila donc avec pas moins de 8 possibilités différentes pour obtenir un même résultat ! Comme j'ai dans l'intention de faire une imprimante "Full DIY", je m’efforce de ne pas foncer tête baisser sur la technique employer par la famille Reprap. Pour tenter de faire un choix (et le bon tant qu'à faire ;) ) nous allons planter quelques éléments fictifs de décor :

  • Un volume d'impression de 1m x 1m x 1m (c'est fictif, alors on se fait plaisir :D )
  • Un moteur aux extrémités de chaque axe (ça prend un peu de place ;) )
  • La tête d'impression et la surface de travail, prennent, eux aussi, un peu de place

Bon, si vous êtes malin, y en à déjà une qu'on peut éliminer d'office: la 4! Pourquoi ? parce que si la tête d'impression est immobile, et que vous voulez imprimer un cube d'1m de coté, il va falloir que le support passe d'une extrémité à l'autre (soit une machine occupant une surface de 2m x 2m…aberrant, on oublie direct ;) !)

Plus que 7, on continue avec…la 1 ! En effet, si la tête d'impression gère tout les axes, cela signifie (pour simplifier) que dans un espace relativement réduit vont devoir être entassés 3 moteurs plus la tête d'impression, pour couronner le tout, cet ensemble de pièces pèse presque autant que tout le reste de la machine réunis…sans rentrer dans les détails, c'est pas l'idéal !

Il nous reste 6 possibilités… On sait que pour pouvoir imprimer, la tête d'impression à besoin d'un apport permanent de filament de plastique (qui est fragile), on se doute aussi que cette tête est la partie la plus sensible de l'imprimante, et que de sa préservation dépend la qualité finale d'impression, il va donc falloir lui donner le moins de mouvement possible. On à le choix entre un ou deux axes, on va retenir un seul axe…Au revoir numéro 2 !

Plus que trois possibilités.... Cette petite demi-finale, c'est un peu l'arnaque du siècle : Y a une équipe déjà éliminé qui à remis discrétos un joueur sur le terrain…vous l'avez trouvé ? Bravo ;) , c'est le couple XY/Z (le plateau bouge sur X et Y)!!

La tension est à son comble, c'est le match ultime…et là, ça se corse un poil :D !

Cette finale oppose donc :

  • A) Plateau mobile sur Y et Z / tête mobile en X
  • B) Plateau mobile sur Z et X / tête mobile en Y

pour départager les deux meilleurs, je me suis projeter (aïe !) en situation d'utilisation, et il me semble qu'il est plus facile d'attraper un objet de face plutôt que par le coté, ce qui signifie donc que l'avant de l'appareil doit être ouvert, alors que le châssis sera situé sur les flancs gauche et droit....AND THE WINNER IS....A !!! :)

Dans le prochain billet, on fera le point sur la partie matériel spécifique à l'impression 3D, électronique et mécanique.

Et vous, vous auriez distribué comment vos axes ? Viendez en discuter :) !

Édité par Air_maX

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J'aurais plutôt penser aux axes X et Y pour la tête afin de limiter l'espace totale de la machine puisque pour reprendre ton exemple, pour une un volume d'1m il faudra bien 2 mètres en Y… Alors que la tête d'impression en X et Y permet de rester sur un cube d'1m ( même si c'est moins original je te l'accorde :) )

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Bien vu Pnown !

y a une faille dans mon système ultra-sophistiqué d'élimination :D ! cependant, l'idée de confier 2 axes à la tête d'impression me chagrine pour les raisons évoquées (qui elles, me semblent tenir la route ;) )…aïe, dilemme !

Edit : en fait, avec un débordement en Y uniquement pendant l'utilisation, on se retrouve avec le même cas de figure qu'une imprimante 2D: la feuille qui sort vers l'avant de l'appareil augmente la surface d'occupation (oui, je me raccroche à ce que je peut :D )

Édité par Air_maX

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Ouais cruelle dilemme en effet, après tu peut le résoudre en ajoutant l'équation du matériel, en fonction de ce que tu trouve,qui marche, et qui rentre dans tes critères :p

Edit : après sinon un système de plateau par latte qui se plie etc mais ça rend le truc encore plus complexe…

Edit 2.0 : ah oui ! En fait un espace en plus juste pendant l'occupation… donc en fait c'est vrai-faux problème. Puisqu'elle se remet en place à la fin, à moins que le mécanisme occupe cette place pour pouvoir faire venir le plateau jusque là..

Édité par sqrt

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Edit : après sinon un système de plateau par latte qui se plie etc mais ça rend le truc encore plus complexe…

Pnown

Que veut tu dire par là ?

babas

Genre réduire la taille du plateau en le pliant sur lui même lorsqu'il n'est pas utilisé sur l'axe Y mais en fait c'est un truc de dingue, un ptit coup de folie entre deux neurones :D

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hors utilisation le plateau ne devrais pas débordé, donc pas de problème de ce coté là (et plier le plateau est impossible pour au moins trois raisons : le plateau doit être parfaitement plane, de niveau, et chauffant) !

sinon, un petit lien qui nous expédie direct en Afrique, où les conditions pour obtenir des pièces sont tellement difficile, que certains repensent tout, mais alors vraiment tout, de 0 !

Édité par Air_maX

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Roooo, je vais suivre ce post avec Attention, hâte de suivre son évolution … Pourquoi n'utilise tu pas un logiciel 3D plus technique que sketchup ? Quel niveau de précision (résolution) espère tu atteindre avec ton imprimante ?

@suivre !

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Salut plumcake !

Pourquoi n'utilise tu pas un logiciel 3D plus technique que sketchup ?

plumcake

Parce qu'il est technique justement :D ! hormis le fait que je n'ai jamais pris le temps de maîtriser Blender, ce sujet à été créé dans un but collaboratif, il m'à donc fallu choisir le logiciel le plus facile à prendre en main, même pour un débutant !

Je reconnais sans mal que le résultat sera moins beau que sous Blender, mais on est pas trop dans un délire de rendu graphique, alors ça ne devrais pas poser problème.

Quel niveau de précision (résolution) espère tu atteindre avec ton imprimante ?

plumcake

C'est une excellente question ! (bizarre qu'elle ne soit pas tombé plus tôt !) En revanche, impossible d'y répondre pour le moment (bon, si la question est "la précision dont je rêve", on va dire le millième de micron ;) ), la qualité finale d'une impression étant lié à tant de paramètres (qualité du châssis, des moteurs, des guides, des roulements, des transmissions, de l'extrudeur, du hotend, du lit chauffant, du filament, des contrôleurs moteurs, du code, des réglages, de l'état du doigt qui à cliquer sur [imprimer]....)

si on reste en dessous de 70micron, c'est cool, si on passe en dessous de 50, je traverse mon village nu :D

Édité par Air_maX

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si on reste en dessous de 70micron, c'est cool, si on passe en dessous de 50, je traverse mon village nu :D

babas

j'ai comme des doutes pour une précision pareille sur une machine DIY a base de récup'. t'es sur des chiffres que tu avance? enfin j'veux dire… t'as de quoi mesurer la précision d'une coulée de plastique? perso j'ai du mal à penser que tu auras une précision qui irait en dessous du mm. mais je ne demande qu'à être étonné.

Édité par remace

Oui. Non. Attends, je regarde mieux et je te dis.

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Comme je l'ai dit, je n'en sait rien pour le moment, l'avenir me le dira (la delorean n'ayant plus d'essence :D )

Pour mesurer la coulée, non, mais on peut imprimer une pièce, et utiliser le picot d'un pied à coulisse numérique pour mesure la "marche d'escalier pour acariens (ou fourmis)" laissé sur un étage de plastique !

Édité par Air_maX

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Auteur du sujet

Nouveau billet :) !

On va parler aujourd'hui de la partie matériel nécessaire à la construction de imprimante, accrochez-vous !

Châssis

Il est le squelette de notre imprimante, c'est lui qui va reposer sur notre bureau (si on arrive au bout :) ), lui qui va porter les moteurs, les axes, le plateau et la tête d'impression, l'électronique…bref, tout ! Il existe plusieurs techniques et matériaux pour concevoir celui-ci : châssis ouvert, semi-ouvert, fermé…conçu en aluminium, ferraille, bois, plastique… sur des imprimantes DIY, le châssis est souvent composer d'un ensemble alu/plastique, voir alu/bois pour les plus économiques. Avec un peu d'organisation et d'astuce, on peut limiter (voir anéantir) le budget pour cette partie.

Une attention particulière doit être apporté à l'assemblage pour obtenir un châssis parfaitement stable

Guidage

Les guidages sont les parties sur lesquelles vont se déplacer les différentes parties mobiles de l'imprimante (lit chauffant, tête d'impression....). Fabriquer soit en acier, soit en alu pour les modèle économique. Pour l’acquisition des guides, deux solutions : récup des guides de chariot d'impression dans des imprimantes traditionnelles, ou achat de rond en alu dans un magasin de bricolage.

Une attention particulière sur la parfaite réctilinéarité doit être apporté au moment de l'achat (ou récupération).

Transmission

Sous le terme transmission se cache la (ou l'ensemble de) pièce(s) chargé de transmettre les rotations du moteur aux parties mobiles de l'imprimante. C'est également elle qui est le plus souvent chargé de transformer le mouvement rotatif du moteur en déplacement linéaire. Il existe tellement de possibilité pour réaliser une transmission que je vais juste citer celles qu'on aura le plus de facilité à reproduire :

  • transmission par courroie (lisse, crantée, ..)
  • transmission par vis (vis à billes, vis trapézoïdale, tige filetée)

En cas d'utilisation de transmission par vis, notre budget ne nous permettra pas d'utiliser des vis à billes ou trapézoïdale, nous nous orienterons donc vers de la tige fileté, en prenant une nouvelle fois garde à la réctilinéarité de celles-ci, mais aussi sur la non-présence de mailles mal-formées, ou déformées.

Roulement

Le travail des roulements consiste à amoindrir les frottements dû aux rotations et aux déplacements des transmissions et des parties mobiles. Il existe de nombreuses formes très variées de roulement, je ne citerais que ceux que nous emploierons :

  • Roulement à billes, ceux-ci seront utilisé pour limiter le frottement au niveau des fixations des arbres de transmission sur le châssis.
  • Roulement linéaire, ils seront employé pour limiter le frottement au niveau des fixations des pièces mobiles sur les guides.

pour les roulements à billes, il s'agit des mêmes employées dans les rollers (récup ou très peu chère à l'achat, en revanche, pour les roulements linéaires, on risque de pas avoir le choix : il faudra certainement mettre la main au portefeuille:( …mais bonne nouvelle, ça vaut peu de sous :) )

Moteurs

Les moteurs que nous utiliseront seront des moteurs de type « pas à pas », je vous invite à lire ici et ce dont il s'agit si vous n'en connaissez pas le principe (je vous invite à parcourir tout le blog du second lien, outre le fait que ce soit un super site tenu par un super membre staff de ZDS, il tourne essentiellement (pour le moment) autour d'Arduino, plate-forme hardware qui nous sera bien utile plus loin, la partie électronique du projet étant basé dessus ;) ).

Le plus gros inconvénient du moteurs PaP (pas à pas) dans notre projet, c'est son coût ! là, on va clairement être obligé de passer par de la récup' (imprimantes 2D, on y reviendra plus en détail plus tard ;) )

Témoin & alarme

on peut placer sous cette nomination tout ce qui peut prévenir (par un effet visuel ou sonore) du fonctionnement (ou dysfonctionnement) de l'appareil. On peut notamment penser à :

  • un témoin lumineux de mise en marche
  • un témoin lumineux de signalement de chauffe pour le lit chauffant et la tête d'impression
  • un témoin lumineux ou sonore en cas d'anomalie détecté sur l'imprimante (absence de filament plastique, moteur bloqué, élément mobile en butté contre le châssis…)

Un poste qui ne coûtera sûrement rien, on peut récupérer des LEDs et des buzzers dans pas mal d'appareil HS (voir plus bas)

Capteurs

Les capteurs, sont, à l'inverses des moteurs et témoins (par exemple) des éléments électriques ou électroniques non pas chargé d'effectuer une action, mais de capter une action. On peut citer quelques capteurs dont nous auront besoin :

  • des contacteurs, ils seront principalement chargés de capter les fins de courses (déplacement maximal autorisé à une partie mobile).
  • les sondes de température (thermistance), elle seront chargé de recueillir les T° du lit chauffant et de la tête d'impression.

Pour les contacteurs, on peut faire de la récup, à condition de les testé. Pour la thermistance en revanche, je vous le déconseille fortement, celles-ci étant extrêmement fragile !

Milles excuses aux puristes pour avoir placer les contacteurs dans la section capteur, je distingue parfaitement la différence, et assume ce raccourci :)

Électronique

(ou ensemble électronique) représente tout les composants chargé de recevoir les données de l'objet à imprimer, pour les transmettre aux moteurs (pour faire court :) ). La partie électronique est également chargé de recevoir les données des capteurs, et de modifier l'état des moteurs et témoins en conséquence. On partira sur du matériel Arduino (ou compatible) pour assurer la partie électronique de notre imprimante.

Peu de chance de récup de ce coté-là…il faudra chercher le meilleur prix possible

Alimentation électrique

L'alimentation est un bloc capable de distribuer différents courants lorsqu'il est relier au 230V de votre maison (comme l'alimentation de votre PC, qui propose en sortie du 3.3V, du 5V et du 12V, afin de fournir les différents composants de celui-ci).

ha, on se rattrape ici avec une alimentation sortie tout droit…d'un PC HS(il étais pas là pour rien cet exemple ;) )! on en profitera pour y récupérer les LEDs de témoin de fonctionnement, de témoin du disque dur, le buzzer, les nappes IDE et ventilateurs qui traînent, et les deux boutons-poussoir (ON-OFF & RESET), on sait jamais ;)

Extrudeur

Première pièce de notre liste qui soit (quasi-)uniquement conçu pour une imprimante 3D, son rôle (simple, mais indispensable) consiste à acheminer le filament de plastique jusqu'à la tête d'impression avec une cadence précise.

un extrudeur étant essentiellement composé d'un moteur PaP, d'un ressort et de galets (roue d’entraînement), il sera possible de le fabriquer soi-même

Lit chauffant

C'est pas d'un matelas dernier cri dont on parle :D , mais du plateau sur lequel sera imprimé nos objets en 3D ! ce plateau doit être chauffant afin d'éviter l'effet de rétractation que le plastique (mais bien d'autre matériaux aussi) subit en se refroidissant.

Il est tout à fait possible de fabriquer à moindre coût un lit chauffant. Nous devrons cependant veiller lors du choix des matériaux, et lors de son assemblage, à la parfaite planéité de celui-ci.

Tête d'impression

La tête d'impression est (comme dit précédemment) la pièce la plus compliqué et délicate dans une imprimante 3D. Sa fonction, sa conception et le nombre de pièces qui la compose sont tellement long à décrire qu'il faudrait doubler la taille de ce billet déjà très long à lire :D

Le coût à l'achat ne rentrant pas dans le budget, il va falloir passer par une fabrication maison, ce qui sera sans doute la partie DIY la plus difficile du projet :( , mais on peut y arriver, le tout étant d'assimiler (afin de bien les reproduire ;) ) les notions essentiels de fonctionnement de celle-ci.

Le prochain billet sera sûrement exclusivement dédié à la tête d'impression, et aux différentes techniques utilisables pour sa conceptions.

En attendant, si vous avez des idées, des liens… sur la tête d'impression, viendez en parler :)

De même, si vos recherches vous conduisent à une ou des éventuelles listes de matériels dans lesquelles il est possible de trouver des moteurs PaP, n'hésitez pas à partager ;)

Édité par Air_maX

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Salut Babas,

Pour les axes tu as encore d'autres solutions, genre:

Un plateau tournant, et se déplaçant sur l'axe Z, avec la tête d'impression se déplaçant sur l'axe X. Comme ça pas besoin d'axe Y et si tu te décide a mettre en place un scanner 3D, tu peux le faire directement dans l'imprimante.

Par contre ce système complique le passage des câbles pour le plateau chauffant.

En espérant que cela puisse t'être utile

Les détails font la perfection, et la perfection n’est pas un détail

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Auteur du sujet

Salut yoyojoss90 !

je doit avouer que j'ai déjà réfléchi à cette solution :)

en partant sur un plateau tournant, on gagne un axe (Y ou Z), et on se facilite la vie pour le scanner(bien que la partie scanner soit mise en veille pour le moment). En revanche, on gagne aussi trois contraintes :( :

  • câblage du lit chauffant compliqué
  • on limite la zone d'impression (ou on est obligé d'augmenter le diamètre du plateau pour compenser)
  • le Gcode doit être adapter à cette configuration (et là, ça va vraiment pas être de la tarte :D )

Pour le moment, je bûche pas mal sur la tête d'impression, Une version DIY serais plutôt pas mal, vu le prix d'un hotend complet, mais c'est pas gagné....des idées à proposer à ce niveau ?

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Salut ! Pour les axes, j'aime bien le système PrintrBot, plateau inamovible, tous sur tige fileté.

Sinon le hot end, en fait c'est assez tendus a faire soi même, on perd en définition certes mais la conception en elle même..

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Auteur du sujet

Sauf erreur de ma part, y a un déplacement du plateau en Y sur les printrbot…

ça aurais sûrement été plus classe d'avoir un plateau fixe, et la tête parcourant les trois axes, mais ça risque de pas collé avec le budget :(

pour le hotend, je vais pas lâcher pas l'affaire si vite ;) (bon, j'avoue, j'ai même été faire un tour en Russie pour voir ce qu'il faisait la bas..) je commence à rassembler des idées, mais y a rien d'abouti pour le moment, le sujet est plus que jamais ouvert :)

Édité par Air_maX

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Auteur du sujet

Une bonne nouvelle pour ceux qui suivent ce topic :) !

J'ai fini par trouver quelques génies capable de fabriquer une tête d'impression…avec des matériaux courant, et peu d'équipements (bon, il faudra tout de même une perceuse à colonne, quelques foret à méaux de précision et des limes à métaux…commencez à chercher des connaissances autour de vous qui pourrais être propriétaire de ce genre d'outils, la suite risque d'être passionnante ;) )

Édité par Air_maX

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Auteur du sujet

Salut Pnown !

La tête va être le fruit d'une combinaison de diverses astuces et techniques que j'ai pu trouver sur la toile. je les ai sélectionné avec soin en gardant à l'esprit que "n'importe qui" doit pouvoir reproduire les étapes (ce qui fait que j'ai dû éliminer pas mal de possibilités, jugé trop technique :( ).

j'ai commencer mon inspiration par ici, à une différence, c'est que la chambre froide et la buse se feront en deux pièces séparées (ça permettra de rester le plus compatible possible avec les versions commercialisés de ces pièces). D'autres pièces sont encore en cours de recherche, mais je trouve des truc intéressant, qui m'encourage à poursuivre dans cette voie :)

N'hésitez pas à en proposer aussi, là j'ai vraiment besoin de vous, et de votre coté créatif :) !

Édité par Air_maX

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