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Filament ABS

MMickael

Entrainement axe x : pourquoi pas une vis à la place de la courroie ?

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Bonjour à tous,

 

En me renseignant sur les différentes architectures d'imprimante 3d, je suis tombé par hasard sur ce site :

http://www.i3dinno.com/imprimante-512-x-p213238.html

J'ai été quelque peu surpris en visionnant les vidéos : pas de courroie pour entraîner l'axe x, uniquement une vis.

Je réfléchis actuellement  à mon prochain projet (encore faudrait-il que je finisse mes améliorations de l'Anet A8 + caisson) : une imprimante 3d de conception 100% maison avec structure tout en profilés alu et l'accent mis sur la vitesse d'impression et la précision.

Ce mode de guidage alternatif de l'axe des X m'interpelle donc quelque peu : est-il pertinent ? Quels gains et inconvénients ?

J'ai donc commencé par calculer la précision de ce type de guidage.

Dans mon analyse, je reprend "bêtement" les données fournies dans ce post :

 

Partant du postulat que l'axe X serait entrainé par un moteur NEMA 17 à 200 pas. 1.8° de rotation minimum donc. (le raisonnement s'applique à l'identique pour l'axe Y)

Calculons la précision de déplacement :

Cas numéro un - courroie entrainée par un axe de 5mm de diamètre. 

2*Pi*r/nombre de pas moteur = 2*3.14*5/200 = 0.157mm de précision lors des déplacements.

Cas numéro deux - vis trapézoidale de pas 2mm

pas de vis/nombre de pas moteur = 2/200 = 0.01mm

Le système à entrainement par vis aurait donc une précision >10 fois plus importante que celui par courroie.

 

Calculons la vitesse de déplacement limite :

J'ai trouvé les caractéristiques d'un NEMA 17 vendu ici :

https://www.amazon.fr/Phase-Moteur-4-Wire-Stepper-Imprimante/dp/B06ZY9G8KG/ref=sr_1_5?ie=UTF8&qid=1533810887&sr=8-5&keywords=Nema+17+Stepper

Il est question de max 8000pps si j'ai bien compris.

Cas un - courroie : 0.157 * 4000 = 1256 mm/s

Cas deux - vis : 0.01*8000 = 80mm/s

 

Conséquences : poussé dans ses limite, les système à vis avec un Nema 17 serait nettement plus précis, mais aussi nettement plus lent que le système à courroie. Le phénomène serait encore accentué en fonctionnant en 1/2 pas (2 fois plus lent mais 2 fois plus précis).

Par conséquent, il nécessiterait un multiplicateur afin de pouvoir réhausser la vitesse de déplacement de l'axe, avec pour conséquence de dégrader la précision.

 

Qu'en pensez-vous ? Avez-vous déjà mis en oeuvre ce type de guidage sur vos imprimantes ? Des suggestions ?

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Bonjour,

Un site intéressant concernant la vitesse des axes.

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Bien vu @mikebzh44

Je m'inspirerai certainement de ce système, sous réserve que je parvienne à en démontrer la plus-value sur la précision sans dégrader la vitesse d'impression...

Le 09/08/2018 at 15:09, fran6p a dit :

Bonjour,

Un site intéressant concernant la vitesse des axes.

Bien vu, ça apporte pas mal de compléments d'informations.

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il y a 26 minutes, MMickael a dit :

sous réserve que je parvienne à en démontrer la plus-value sur la précision sans dégrader la vitesse d'impression...

à mon avis, tu n'arriveras pas à avoir une vitesse équivalente même avec une tige trapézoïdale T8 (comme sur la vidéo)  après il faut faire des essais, mais même en augmentant la vitesse du moteur ça va relativement chauffer...

pour la précision j'ai également des doutes, car le système vis / écrou comporte toujours du jeu… lorsque tu tiens l'écrou d'une main et que tu tournes la tige dans un sens et dans l'autre tu as peut être 1° de jeu mais ça suffit pour être moins précis que le système à courroie (bien tendu)...

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Et pourquoi pas un moteur linéaire (ou ici )? Le coût par contre risque de grever un budget familial 😉 .

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La courroie n'est pas parfaite, mais elle supporte mieux les 'approximations' d'alignement et coûte pas cher.
Pour les efforts mécaniques à supporter, elle est suffisante, et si l'installation est assez bien faite, il n'y a pas de jeu.

Rien n’empêche d'employer de la vis trapèze bien sur,  mais avec d'autres contraintes.

Gagner en résolution avec des courroies, entre le microstepping et des roues d'entrainement pas trop grosse, on est déjà sur une résolution pas dégueulasse... est-ce qu'en dépose de fil on à besoin de plus ? (P.S. : ne pas confondre résolution et précision...)

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Il y a 3 heures, .AleX. a dit :

entre le microstepping et des roues d'entrainement pas trop grosse, on est déjà sur une résolution pas dégueulasse

exact et pour avoir une meilleure résolution voir aussi du coté des poulies coté moteur et coté poulie folle, la plupart sont excentrée sur plusieurs dixièmes... mais c'est un autre débat...

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Le 10/08/2018 at 18:51, fran6p a dit :

Et pourquoi pas un moteur linéaire (ou ici )? Le coût par contre risque de grever un budget familial 😉 .

Au delà du coût, je pense que se poserait aussi la question du pilotage. A la connaissance les firmwares ne sont pas conçus pour : ils sont faits pour du pas a pas. 

 

Mais @pascal_lb a raison : niveau précision on peut déjà atteindre de bons résultats avec un courroie. Un point que je n'avais pas investigué : l'ajout d'un réducteur. En divisant par deux la vitesse de rotation du moteur, on peut virtuellement doubler le nombre de pas de celui-ci. Du coup on doit pouvoir augmenter la précision ET imprimer rapidement en poussant un peu plus le moteur dans ses limites...sous réserve d'avoir des engrenages pas trop dégueux et qui résistent bien dans le temps => ABS et imprimante déjà améliorée suffisamment niveau précision au préalable.

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Il y a 2 heures, MMickael a dit :

sous réserve d'avoir des engrenages pas trop dégueux et qui résistent bien dans le temps

Sauf qu'avec des engrenages, tu introduis un jeu mécanique, ou il faut ajouter un système anti-backlash... Et pour aller vite, il n'y a pas de secret, il faut une puissance assez importante pour contrer l'inertie. A un moment, tu peux y retourner dans tout les sens,  la physique nous ratrappe 😉

Par rapport aux gabarit de nos machines, les solutions en place ne sont pas si mauvaises.

Après, si tu veux une machine avec un volume de 1000x1000x1000mm , oui, d'autres solutions sont à étudier, avec le budget qui grimpe très vite 😄 (vis à bille + (très) gros pas à pas)

 

Si vraiment tu veux sur-multiplier, une petite courroie induira une 'souplesse' (toute relative) et une potentielle perte de linéarité, mais associé à un moteur plus coupleux te permettra d'aller "plus vite"...

En 'vis à bille', il me semble bien qu'il en existe avec un déplacement linéaire différent pour un tour.. par exemple tu peux avoir du 5mm/tour, du 10mm/tour et pour le coup, peut-être trouver un meilleur compromis, si le budget le permet.

Après, il faut pas oublier non plus que pour de la dépose de filament, plus tu vas vite, et plus c'est "casse gueule".. sortir une pièce correcte à 20mm.s, c'est en général pas trop difficile, monter en vitesse, ça devient plus délicat. Hormis pour le challenge, si c'est pour galérer à chaque pièce pour trouver les bons réglages, envisager une machine qui dépasserait les 200mm.s en étant hyper précise avec une résolution au 5/1000 ne me semble pas pertinent en fait.

Modifié (le) par .AleX.

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