Construction imprimante

[Stephman74]

Bonjour,

Comme discuté sur un autre post, j'en ouvre un ici pour recueillir vos avis.

Suite à l'achat de ma prusa i3 avec laquelle je n'ai pas fini encore d'apprendre à bien régler une imprimante, je vois déjà les limitations de sa conception. Je ne suis pas mécanicien, mais certains montages, liaisons et assemblages me donne l'impression que c'est nettement améliorable.

Du coup, j'envisage de réaliser une imprimante sur mesure avec un objectif de sortir des pièces de qualité, essentiellement techniques bien que madame commence à envisager certaines créations également.

Mes critères seraient :

- volume d'impression minimum 250x250x200,

- précision < 50um

- l'ensemble dans un châssis fermé : température plus homogène, évacuation odeurs et particules, insonorisation.

- lit chauffant avec autoleveling

- simple buse a priori, mais possibilité d'upgrade à deux buses

- permettant d'imprimer PLA, ABS, Nylon, Polyamides, flexibles, bois, métaux, ...

- Support bobine intégré et dans l'habitacle... histoire que mon crétin de chat arrête de tirer le fil qui fini par casser à la base de l'extrudeur (option pour sortie haute tension pour l'envoyer bouler s'il met le museau dessus !)

- éclairage LED

- de préférence communication PC par ethernet, affichage local des températures au minimum.

- Ensemble intégré, juste le câble secteur et réseau qui entrent.

- c'est déjà pas mal, mais à enrichir au gré des discussions.

- budget non défini. Mais idéalement vers 500-750€ max mais pas critique si cela dépasse. Par contre pas 2k€ !

 

Châssis

Je pensais le faire avec du profilé alu 40x20 de ce genre là : http://fr.rs-online.com/web/p/profiles/0223666/ :

fournisseur apparemment intéressant ici :http://fr.misumi-ec.com

un parallélépipède complet pour pouvoir facilement accueillir des parois en plexi sur chaque face. Le dessous fait avec une plaque d'alu. Je prévois une ventilation de l'habitacle pour évacuer odeurs et particules à l'extérieur par un tuyau débrochable via la fenêtre de la maison ou sur un filtre hepa (interne ou externe à voir)

dimensions externes à vu de nez je dirai 550x550x400

Axes

Je pensais un peu similaire à ma prusa, à savoir X et Y transmission courroie, moteur 400 pas/tr, glissières de bonne qualité avec réglage du parallélisme (j'entends un moyen de pouvoir l'ajuster au montage une fois pour toute, pas nécessairement d'avoir un "réglage"

Axe Z : bonne question. Je n'ai qu'une référence avec la prusa et les deux moteurs Z avec deux vis sans fin. Ca me parait d'un côté pas mal de répartir de couple de levage de chaque coté, mais c'est là où je pense qu'il y a le plus de travail pour réaliser un axe Z de qualité. Si je garde le principe prusa la modification essentielle consisterai à mettre des roulements sur les tiges filetées dont les extrémités ne serait donc pas filetées (pièce rapportée)

Détection position 0

Je dirai que intuitivement que les capteurs à effet hall seraient le mieux adaptés plutôt que les capteurs inductifs. Plus compacts aussi. Je compte proscrire les microswitch car la position du contact n'est pas forcément très très répétitive dans le temps.

Lit chauffant

Ben... un lit chauffant avec vitre dessus. Ce que j'ai sur la prusa semble convenir. J'ai mis une fois de la colle dessus ça accroche bien... très bien même.

Par contre réfléchir pour l'autoleveling du plateau je ne sais pas encore comment cela se fait.

Extrudeur

J'ai un MK8 de Geeetech. L'axe moteur n'est pas démultiplié ce qui semble ne pas être le plus précis pour le dosage de la quantité de fil. Donc extrudeur démultiplié

J'ai vu des extrudeurs qui terminent avec deux ou trois ventilateurs, je suppose pour refroidir le fil une fois déposé. Que faut il envisager ici ? Est-ce que cela joue sur la manière dont une couche se lie à l'autre ? J'imagine qu'il faut que cela ne soit pas trop sec pour que cela accroche, mais pas liquide non plus pour ne pas déformer. Mais sachant qu'une couche prends quand même pas mal de temps généralement, il me semble que le fil est forcément dur lorsque l'on attaque la couche du dessus, non ?

Electronique de controle.

Là je n'ai pas d'idée du tout. J'ai regardé les différents modèles. En gros c'est tout la même base Arduino sur des MCU 8 bits au pire, parfois 32 bits. Mais toutes ces cartes me paraissent désuettes et pas optimisées... Arduino style quoi... Bon je suis électronicien aussi déformation professionnelle oblige, je suis assez critique. La connectique est inappropriée dans la plupart des cas, l'implantation pas optimisée (genre contrôle de température à l'opposée de celui de la résistance comme sur ma carte, ce genre de bricole...). Bref je suis plutôt réservé. J'ai vu une carte qui semble sortir du lot : Fastbot BBP http://www.3ders.org/articles/20150310-supercharge-your-3d-printer-with-the-fastbot-bbp-controller-board.html

on est d'accord, une carte 8-bits suffit pour gérer quelques moteurs et des switch. Par contre l’ergonomie avec les LCD et l'USB est limite, la plupart n'ont pas ethernet ce qui pour moi serait pas mal sachant que l'imprimante sera au sous-sol, avec possibilité de raccorder au réseau domestique et que je ne prévois pas de mettre un PC au sous sol

 

Bon ben c'est déjà pas mal.

Tout conseil ou suggestion bienvenue sur la conception, le choix des matériaux, les bonnes adresses...

 

Merci

Steph

 

Modifié (le) Février 6, 2016 par Stephman74

[J-Max.fr]

Bonsoir Steph,

Mon premier conseil serait de tirer le maximum de ton imprimante actuelle avant de vouloir en concevoir une autre.
Il y a probablement quelques petites choses à régler qui pourront transfigurer ta machine.
Je pense notamment au réglage de sa géométrie et peut-être mettre à niveau des bricoles comme le remplacement des LM8UU et des vis.

(Mes critères seraient : )

Un heatbed en 250x250mm c'est pas facile à trouver actuellement. On trouve plus facilement des 200x300 ou des 300x300.
Sinon il est encore possible d'en faire fabriquer un sur mesure.

La précision <50µm n'est jamais simple à obtenir sur les 3 axes (si l'on parle bien de précision et non de résolution).

J'ai un cabinet clos depuis plus d'un an. Au final, je me demande si je ne vais pas sortir la bête et virer ce truc pas si utile.
Il faut savoir que tout devient moins facile : nettoyage de buse, changement de pièce, récupérer une pièce imprimée...
Idem le support bobine intérieur. Je comprends le facteur chat, mais moi j'avais mes deux bobines intérieures,
et j'ai fini par les rapatrier au dessus du caisson, comme les extrudeurs... Beaucoup plus rapide à changer,
même si mes bobines étaient sur une porte basculante. Nettoyer un extrudeur dans une boite est bien galère,
et mine de rien, on le fait régulièrement.

L'autoleveling... vaste sujet. J'ose espérer que ta machine sera suffisamment stable pour ne jamais en avoir besoin.
C'est bête à dire, mais le palpage prend du temps en début de print. Si c'est perdre 1mn à tous les coups
pour tomber toujours sur la même mesure, autant régler son bed une fois pour toutes. J'avais, et puis je l'ai viré.

Toutes les machines peuvent avoir deux extrudeurs, si on a la carte et l'alim qui les acceptent.
Reste à voir si on en a vraiment besoin. Moi finalement, j'ai fini de perdre énormément de temps à faire des pièces en deux couleurs,
et gaspiller énormément de filament. Rares sont les pièces qui ont réellement besoin de 2 couleurs/matières.
A moins d'être un fondu de figurines, c'est un gadget. J'utilise finalement très rarement cette option. Je pourrais m'en passer facile.

Ton budget est confortable, tu peux envisager de bons composants.

(Châssis)

Une bonne adresse : motedis bas prix, mesures justes, bonne qualité, prévoir un peu de délai.

Les plaques de plexi ne feront pas grand chose niveau isolation, tant thermique de phonique. Même le carton fait mieux.
Après, si tu veux voir au travers, le verre risque de de revenir moins cher et de faire mieux.

Dimensions, ben tu verras en faisant ton étude.
Pour enclore mon I3, il m'a fallu un volume extérieur de 550mm au cube.

(Axes)

Le principe d'imprimante cartésienne comme la Prusa i3 est simple. Mais il demande un plateau assez léger pour conserver une bonne accélération.

Les moteurs à 400 pas ne vont rien t'apporter sur les axes XYZ. En revanche, sur l'extrudeur, ça peut être un plus.
Le principe d'ajustage des glissières est sage. C'est une excellente idée. J'ai fait ça sur ma fraiseuse et m'en félicite.
Ton budget te permet d'investir dans des guidages type MGN, ne t'en prives pas !

Mobiliser le Z par deux vis n'est pas une obligation, tu peux éventuellement le faire par courroie, voire par vis unique, si tu as de bons guidages.
Mais ne cherche pas à réinventer la roue, prends juste de bons composants, et ça ira. Des vis trapézoïdales peuvent suffire. Une adresse : ECMU

(Détection position 0)

Détrompes-toi, un microswitch offre une bonne répétabilité. Ou une répétabilité suffisante.
Si tu ne l'as pas constaté, c'est sans doute en raison d'autres facteurs.

Tu peux prendre des capteurs hall, mais comme ils détectent la proximité du métal, le palpage doit être lent et perpendiculaire pour éviter la collision.
Pareil, tu ne les places pas n'importe où, comme trop près des guides ou d'un moteur. C'est une vraie contrainte.
Autre point... il faut que le point de contact soit une vis, sinon, point de réglage possible. Et du coup, c'est la vis qui est moins fiable.
As-tu considéré les capteurs optiques ? C'est extrêmement précis, il suffit qu'une lamelle obture le faisceau.
Pas de risque de collision non plus, puis que la lamelle traverse le capteur.

(Lit chauffant)

Plutôt que le verre, qui est une plaie à chauffer et à maintenir en température, je te conseille une bête plaque alu, ça conduit bien.
Dessus un BuildTak, et tu n'auras plus jamais à perdre du temps avec la colle et avoir parfois de mauvaises surprises.
D'ailleurs, la colle ne va pas marcher avec tous les matériaux souhaités. Raison de plus.

 

(Extrudeur)

Le MK8 de Geeetech est un alimenteur médiocre. Le Bulldog est très bien en Direct Drive. Sinon, pour la précision, on parlait du moteur 400 pas.
En plus tu peux choisir un alimenteur avec une réduction. Imprimé, ça marche mais c'est bruyant et la précision n'est pas formidable.
Il en existe à base de poulies et courroies fermées GT2. C'est silencieux et précis.

Je te conseille d'investir également dans une bonne hotend. Une E3D V6 ou une Hexagon, par exemple. (une fois encore le Geeetech... bof)

La ventilation de la pièce est nécessaire avec le PLA et d'autres matériaux. C'est une grande aide pour les surplombs.
Il faut un ventilateur de chaque côté de la hotend, en plus du refroidissement de cette dernière.
Le trait de filament sera durci rapidement grâce à cela. S'il n'est pas refroidi, au contraire, il peut rester mou quelques minutes,
surtout pour les matières demandant une forte température de lit chauffant.
 

(Electronique de controle.)

8 bits, c'est insuffisant pour une imprimante connectée, elle laggera pour pouvoir gérer et la liaison, et l'interpolation du gcode.
Sur certains tracés complexes, elle saturera aussi, et elle ne permettra pas les vitesses d'impression soutenues.

Il te faut une vraie carte 32 bits, c'est pas obligatoire, mais c'est simplement des cartes actuelles.
Moi j'ai choisi la MKS Sbase, une copie de la Smoothieboard. Ca ne tourne pas sous Marlin mais sous Smoothieware, un firmware sympa et facile.
La MKS a des connectique HX qui devraient mieux rassurer l'électronicien que tu es. Mais globalement c'est une carte séduisante :
Mosfet  et drivers avec radiateurs bien dimensionnés, sortie possible avant les drivers soudés (DRV8825) réglables par le firmware.
Bon cable management... On est très loin d'une RAMPS ! Bien sûr Ethernet, mise en réseau sous IP dédiée. 32bits 120Mhz
Firmware droppable sur carte micro SD sans téléversement empirique. Bref, que du bon.
Elle est compatible avec les écrans standards Ramps, ou un touchscreen couleur de chez MKS.
Je pense qu'elle devrait te sembler au dessus de la FastBot. En plus elle n'est qu'à 50€ (au cas où tu hésiterais encore )

++JM

 

[Stephman74]

Bonsoir JM

Encore merci pour ton temps et tes explications limpides.
 

Citation

Il y a probablement quelques petites choses à régler qui pourront transfigurer ta machine.
Je pense notamment au réglage de sa géométrie et peut-être mettre à niveau des bricoles comme le remplacement des LM8UU et des vis.

Je compte tirer un max de ma prusa et je l'utilse actuellement à la fois pour continuer à me faire la main, mais j'ai vraiment des pièces à produire dont j'ai besoin. L'idée d'une nouvelle machine est en parallèle et prendra de toute façon probablement quelques mois à voir le jour.

J'ai pensé un moment à upgrader la prusa, mais je me dis qu'au final je vais investir sur quelque chose qui nécessiterait tellement de modifications pour me sembler mécaniquement correct que refaire un chassis ne me paraissait pas insurmontable. Notamment améliorer les glissières qui sont sans réglage possible présente je pense un défis intéressant. Bref j'avais la sensation qu'upgrade cette machine qui n'est pas prédisposée pour allait s'avérer au final plus compliqué que de refaire un chassis.

un plateau chauffant sur mesure pourquoi pas, je peux dessiner et faire produire des PCB sans problème, mais pas au prix des pièces que l'on trouve déjà sur le marché. La dimension n'est pas critique et 250x300 irait parfaitement aussi, 300x300 également à la limite, cela ne me pose pas de problème particulier. Par contre ma prusa avec 190x190 c'est potentiellement un peu limite. Ce n'est cependant pas le critère le plus important

Citation

J'ai un cabinet clos depuis plus d'un an. Au final, je me demande si je ne vais pas sortir la bête et virer ce truc pas si utile. Il faut savoir que tout devient moins facile : nettoyage de buse, changement de pièce, récupérer une pièce imprimée... Idem le support bobine intérieur. Je comprends le facteur chat, mais moi j'avais mes deux bobines intérieures, et j'ai fini par les rapatrier au dessus du caisson, comme les extrudeurs... Beaucoup plus rapide à changer, même si mes bobines étaient sur une porte basculante. Nettoyer un extrudeur dans une boite est bien galère, et mine de rien, on le fait régulièrement.

Commentaire intéressant. Du coup j'imagine que si modèle clos, il faut que cela soit par un couvercle qui permettent l'ouverture la plus grande possible en dégageant donc le dessus de l'extrudeur et non pas une simple petite porte avant. Si je devais refaire un design, je prévoirai alors un couvercle potentiellement amovible. On le monte ou pas fonction de si c'est vraiment utile ou non. Reste l'aspect odeurs que je trouvait pas négligeable.
 

ok pour l'autoleveling. L'argument est convaincant. En tout cas il faut un système mécanique plus sérieux que les vis m3 avec des ressorts pour compenser les jeux de ma prusa i3.

Pour mon usage de réalisation de pièces techniques, pas besoin de deux extrudeurs. Je me gardais juste l'option de prédisposition pour que si cela s'avérait nécessaire je ne sois pas obligé de remplacer l'imprimante. Autant prédisposer. Ca intéressera par contre d'avantage madame c'est clair.

Citation

Les moteurs à 400 pas ne vont rien t'apporter sur les axes XYZ. En revanche, sur l'extrudeur, ça peut être un plus.

Fonction du commentaire sur l'autre post, j'avais compris qu'il était préférable d'augmenter le nombre de "vrais" pas par tour plutôt que d'utiliser du microstep. Si les microsteps améliorent la résolutions, cela n'améliore pas aussi efficacement la précision, est-ce exact ?  Néanmoins comme transmission par courroie et poulie crantée, on peut aussi jouer sur le diamètre de la poulie pour démultiplier. La question est que ma prusa est spécifiée pour 0.1 à 0.3mm (donc en moyenne 0.2 disons). Donc il faudrait améliorer la précision (et pas nécessairement la résolution) par un facteur 4. J'avais en tête que la précision allait être fonction de la rigidité du chassis, de la qualité des glissières qui doivent glisser sans jeu, de la résolution et précision de la transmission moteur courroie. Je n'ai pas regardé la différence de prix et d'encombrement entre un 200 et 400 pas /tr, mais si pas si différent c'est une amélioration plutôt simple, non ?

Citation

Mais ne cherche pas à réinventer la roue, prends juste de bons composants, et ça ira. Des vis trapézoïdales peuvent suffire.

Bien d'accord. Par contre pourquoi une vis trapézoidale est elle meilleure qu'une simple tige filetée ? Précision de l'usinage ?

 

Concernant la détection, le détecteur optique est pas mal non plus. Soit une diode laser sur une photodiode, soit une simple fourche infrarouge...

 

Pour l'extrudeur, je comprends qu'avec 400 pas je peux garder du direct drive, le couple étant suffisant pour accrocher du 1.75mm. Je note donc qu'un bon direct drive serait un buldog  et qu'avec une E3d V6 et une buse 0.4mm ce serait une bonne config ? Y a t'il des extrudeurs démultipliés réputés en comparaison ?

Ok pour le refroidissement du fil en sortie pour les surplombs. Par contre il est permanent ce refroidissement ou piloté ? Donc idéalement il faudrait deux ventilateurs pour refroidir le fil déposé, et un pour le hotend. j'ai bon ? Cela suppose donc d'avoir une pièce support qui se fixe sur l'extrudeur pour installer cela convenablement. Mais ok, rien d'insurmontable. N'y a t'il pas un risque de refroidir la buse et ainsi sortir du fil pas assez chaud, voire boucher la buse ?

 

La carte de controle c'est celle ci ? MKS SBASE

et l'écran  ?  ecran TFT28

séduisante en effet

 

Merci encore. Les idées murissent.

Stephane

 

 

 

[J-Max.fr]

Bonjour,

Mettre la Prusa i3 d'équerre, tu as la dimension pédagogique aussi.
C'est non négligeable si tu veux à terme concevoir ta propre machine.
Car porter un kit à de bons résultats est beaucoup plus simple que de concevoir une machine,
ce qui demande un savoir faire et un niveau de connaissances supérieur.
Tout ça peut plus facilement s'acquérir en étant capable d'identifier ce qui ne va pas sur son kit et trouver comment y remédier au mieux.
Amener ta Prusa i3 à un bon niveau n'est ni une perte de temps, ni une dépense superflue. M'est avis.

Le microstepping c'est bien, et il faut l'utiliser. Juste il ne faut pas en attendre une précision supplémentaire.
Le gain en résolution est aussi faible, regard aux erreurs de positionnement sur les micropas.
Ce qui est bien avec les micropas, c'est que le mouvement est plus fluide si tu vas de la position A à la position B. Mais A et B ne seront pas plus précis.

Lors d'une transmission poulie/courroie. Plus la poulie est petite, plus tu préserve le couple de ton moteur.
Donc, tu seras plus à même d'avoir une accélération élevée.
Si tu prends une poulie plus grosse, quelle incidence ? Bon, le couple disponible diminue, normal.
Et ta courroie va se déplacer d'avantage par pas moteur. (Pas de la courroie * nombre de dents poulie)
Ex. Poulie GT2 16 dents = 32mm ; pour une 20 dents = 40mm
Si tu divises cela par pas moteur, 1 pas pour une 16 dents = 0.16mm ; pour une 20 dents = 0.2mm
Donc plus la poulie est grosse, plus tu perds en couple et en résolution, juste tu gagnes en vitesse, jusqu'à un certain seuil.
Tu peux calculer précisément ce que ta Prusa peut donner. Maintenant attention, la résolution n'est pas forcément la même sur tous les axes.
0.1 à 0.3mm je ne sais pas à quoi ça correspond. En brut comme ça, ça ne veut rien dire. Sur quel axe ? Avec quelle buse ?
Un point avec une buse de 0.5 fera +- 0.52mm au mieux. Donc 0.1mm on en est très loin. Tu comprends ?

L'encombrement d'un moteur 400 pas est la même. Un nema 17 c'est une norme, ils ont tous une face de 42mm de côté.
Seule la profondeur change. Plus de profondeur = plus de couple. Les 400 pas sont plus rares et plus chers, forcément.
Il y a moins de choix et à ma connaissance, ils n'existent pas couramment en couple élevé.
Donc oui, tu peux échanger facilement pour des 400 pas. Rien de plus simple, c'est 4 vis et adapter les réglages du firmware.
Par contre, ça n'apporte rien de significatif sur les axes XYZ. Pour moi, ce gain invisible ne compense pas le surcoût.
De plus je suis pour les moteurs à couple élevé (0.55Nm) que l'on peut légèrement sous alimenter pour réduire leur chauffe,
et qui délivreront toujours un couple confortable, quel que soit ce qu'ils ont à mobiliser.
Cela me semble beaucoup plus utile qu'un moteur 400 pas.

Une vis métrique, c'est un composant de serrage. Une vis trapézoïdale c'est un élément de transmission.
La vis métrique c'est élastique, aucun soin n'a été porté à la régularité de son filetage ou à sa rectitude.
C'est fait pour être tendu une bonne fois pour toute, peu importe la précision du pas ou l'usure provenant de l'écrou.
La vis trapézoïdale au contraire est en acier durci pour avoir une grande stabilité, une bonne durabilité et son filetage est régulier.
Entends par là que chaud ou froid, un pas de 2mm en début de vis, fera toujours 2mm tout au long de la vis.
Comme c'est usiné avec précision, le jeu sera réduit entre l'écrou et la vis.
Bref, la vis métrique a été détournée pour faire une machine à pas cher avec les moyens du bord,
mais elle n'est pas du tout adaptée pour faire une machine fiable et précise. Hélas.

Je ne suis pas fan du Direct Drive qui sera moins précis et moins puissant qu'un extrudeur démultiplié, même avec un 400 pas.
Le 400 pas va doubler la résolution, tandis qu'un extrudeur "geared" va la quintupler au bas mot.
Si tu pars sur un Direct Drive, je te conseille de prendre un entraineur Reprap MK7 (rien à voir avec les numérotations Geeetech),
qui est actuellement le meilleur jamais développé.

Je n'ai hélas pas d'extrudeur à courroie à te conseiller. J'en développe un en ce moment, mais je dois le tester davantage avant de le diffuser.

Ici je ne vois pas tes liens.
La carte MKS SBase. L'écran MKS-TFT28.
C'est très beau mais pour moi c'est un gadget, la mienne tourne avec un ReprapDiscount Full Graphic Smart Controller 12864.

++JM

[Stephman74]

Oui, en effet améliorer ma prusa peut s'avérer effectivement très pédagogique pour ne pas reproduire d'erreur sur une construction à venir... Je vais y réfléchir.

Bien que pour remplacer un certain nombre de choses je crois qu'il faudra retoucher le châssis quand même... Bon je vais étudier cela plus précisément.

En ce moment j'imprime des pièces de calibration pour essayer de la régler au mieux déjà... Je reviendrai poster le fruit de mes réflexions

Encore merci

Steph

 

[Stephman74]

Je suis toujours en train de calibrer ma prusa, ce qui me permet de mieux comprendre les limites de celle-ci.

Par exemple en imprimant mon trièdre qui comporte donc 10cm de colone 7 sur 5x5mm de côté, ça bave de tous les côtés, ... qui sont presques arrondis. Je pense que cela vient du fait que la couche n'est sèche avant la suivante. Donc il me manque de quoi refroidir.

Question. Les ventilateurs de chaque côté de la buse, sont-ils pilotés ou c'est refroidi en permanence ???

Merci

Steph

[damdam2959]

Il y a 4 heures, Stephman74 a dit :

Je suis toujours en train de calibrer ma prusa, ce qui me permet de mieux comprendre les limites de celle-ci.

Par exemple en imprimant mon trièdre qui comporte donc 10cm de colone 7 sur 5x5mm de côté, ça bave de tous les côtés, ... qui sont presques arrondis. Je pense que cela vient du fait que la couche n'est sèche avant la suivante. Donc il me manque de quoi refroidir.

Question. Les ventilateurs de chaque côté de la buse, sont-ils pilotés ou c'est refroidi en permanence ???

Merci

Steph

Bonjour

 

les ventilo d'impression sont piloté

 

cdlt