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Filament ABS

Guizboy

amortissement [Projet Terminé] Pieds "Dew-Dew" CR-10(S) en test

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Salut,

J'ai récemment dû imprimer des pièces à profils de contact fins telles que l'aile de planeur et un tube de magasin.
Ces pièces ont donc une surface de contact réduite avec le plateau et mesurent de 380 à 400mm en hauteur.

La problématique réside dans l'augmentation des mouvements parasites de la pièce imprimée en fonction de la hauteur.
Ces mouvements parasites causent des déformations mineures à partir d'une hauteur qui dépend de la rigidité du matériau imprimé, de la vitesse d'impression, des accélérations, du jerk et de la température ambiante.
On peut voir sur ce tube de 400mm de hauteur les déformations en question ainsi que la dégradation de l'état de surface au fur et à mesure de l'impression :

697495631_Dfauttube400mm.thumb.jpg.27a7a45c95348b75ab71b4e55b2f6d6e.jpg

Vous l'aurez sûrement compris, faire varier ces valeurs dynamiquement en fonction de la hauteur est très compliqué.
Donc, la seule alternative serait de faire en sorte de réduire les vibrations par amortissement.

Il existe déjà des système avec des balles de squash par exemple qui sont performants.
N'ayant jamais essayé je ne peux juger de leur efficacité pour le problème qui nous occupe présentement.
Et considérant que j'aime bien solutionner les problèmes sans rien avoir à acheter en plus du filament, je me suis dit que j'allais tenter de créer un modèle réutilisant la visserie d'origine et seulement du filament.
Afin que ce soit accessible au plus grand nombre, j'ai choisi de travailler sur la structure du PLA en jouant sur les formes et le remplissage.

Voici donc le résultat de mes simulations considérant le poids de l'imprimante et le degré d'amortissement voulu.
Ces pieds se montent en lieu et place des modèles d'origine.
J'ai opté pour une sphère de contact pour que les mouvements soient les plus libres possibles selon les axes X et Y et un système de ressort hélicoïdal à profil rectangulaire pour l'absorption.

264759147_AmortisseurV1.0.jpg.98e1962fd7201ad9826fe40d14bd3d23.jpg

1017325019_AmortisseurV1.0premierjet.thumb.jpg.6a0d8467355ea0f723544832f584ebce.jpg

Ce premier jet est imprimé avec une vitesse très rapide. Merci donc de faire abstraction du rendu médiocre.
Afin d'obtenir un pas de compression cohérent, j'ai imprimé ces pieds test avec les paramètres suivants :

  • PLA DailyFil noir
  • Température buse : 225° (1ère couche) puis 200°
  • Température plateau : 55°
  • Vitesse d'impression : 90mm/s
  • Couches de 0.2mm (sauf première couche écrasée H90% L110%)
  • Parois horizontales de 1.2mm
  • Parois verticales de 1.5mm
  • Remplissage "Nid d'abeille complet" à 25%

Je vais attaquer les essais dans la journée afin de mesurer la capacité de compression réelle en Kg/cm du ressort imprimé avec ces paramètres ainsi que sa capacité de compression max avant rupture.
Ces essais me donneront une base pour l'adaptation du ressort.

Modifié (le) par Guizboy
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il y a 51 minutes, tontonchow a dit :

bonne idée mais ne faudra-t-il pas recouvrir la sphère de gomme pour absorber les vibrations

En théorie non puisque les vibrations seront dissipées dans la structure du ressort.

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Juste une petite remarque en passant, tu n'as pas peur que l'imprimante glisse avec les mouvement du plateau (et moins fort mais possible, de la tête) ?

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Beau concept comme d'habitude, j'attends la suite. Surtout les tests de "résistance" (particulièrement avec tes bobines de plusieurs kilos 😄 ). Le PLA dans le temps ne risque t'il pas de "mal" vieillir ?

Je suis satisfait pour le moment des balles de squash (2 points) pour l'amortissement posées sur de petites plaques d'agglomérats de caoutchouc (la grande plaque utilisée pour les machines à laver) pour éviter le glissement (toujours le principe ceinture et bretelles 😉 ).

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il y a une heure, gisclace a dit :

Juste une petite remarque en passant, tu n'as pas peur que l'imprimante glisse avec les mouvement du plateau (et moins fort mais possible, de la tête) ?

Aucun risque normalement. Les ressorts absorbent la totalité de l'inertie et la demi sphère en bout permet au ressort de bouger sans possibilité de glissement.

il y a 45 minutes, fran6p a dit :

Beau concept comme d'habitude, j'attends la suite. Surtout les tests de "résistance" (particulièrement avec tes bobines de plusieurs kilos 😄 ). Le PLA dans le temps ne risque t'il pas de "mal" vieillir ?

Pour le vieillissement, je ne sais pas, je n'ai jamais vu de tests sur le sujet. Mais on finira par le savoir, ça va être un peu long mais bon ^^

Pour la résistance, ça a l'air d'être bon ^^
Et pour une fois, j'ai tapé juste niveau compression du premier coup.
Regarde comme elle est amortie :

 

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Oh, pitain cong... 😄 Ça chaloupe grave , attention au mal de mer.

C'est quand même dingue les choses réalisables quand on a les idées (comme toi 😉 ).

J'avais au début de la possession de ma CR10, fabriqué des "dampers" pour pieds comme ceux-là. Je n'avais pas alors de renforts de structure et cela m'ajoutait pas mal d'écho (ghosting) donc je les avais enlevé. La machine quand elle en était équipée réagissait un peu comme tes pieds "dew dew" avec une atténuation plus rapide que ta réalisation.

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il y a 38 minutes, fran6p a dit :

Je n'avais pas alors de renforts de structure et cela m'ajoutait pas mal d'écho

Bah, si ça se trouve, ça ne marchera pas mieux... Mais j'aurais essayé 😉

V2.0.thumb.jpg.309251808d997a7aca6e18217118d1ab.jpg

Voilà la version 2.0 avec un bouclier pour limiter la torsion et une butée pour limiter la course du ressort.
En effet, la limite de compression est de 5mm. Ensuite, à cause de la rigidité du PLA, ça casse.
Et pour la même raison, j'ai limité la flexion en XY. J'ai déjà cassé un ressort en bougeant l'imprimante 😉

Et une vue en coupe

216218080_V2.0coupe.jpg.3749fca92519a78d2f1060ddfbae7982.jpg

Je ferais une vidéo courte pour voir ma CR-10 danser le Jerk ^^
Ça vaut le détour !
Et pour le phénomène d'écho, je ferais des tests aussi, j'ai ajouté ça à la liste des points à vérifier.

Modifié (le) par Guizboy
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Je ne peux filmer le mouvement que sur un pied pour être sûr que c'est l'imprimante qui bouge et pas moi qui tremble 🙂

 

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J'aime bien la pièce, mais j'ai en tête que le mieux pour limiter les defauts c'est une fixation bien rigide... et pas de balle de golf. Mais j'adore ta seconde realisation! C'est cool, belle pièce!

L'ammortiseur pour moi sert avant tout à eviter le transfert bruit et vibration dans les autres pièces!

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Le problème avec les vibrations, c'est la résonance.
Quelque soit la structure, la machine ou le système.
Une vibration est une onde qui se répète selon un intervalle de temps changeant.
Si une vibration pousse une structure et qu'une autre vibration se produit au moment ou la précédente est dans sa phase montante, elles entrent en résonance et leur puissance s'additionnent.
C'est ainsi que des militaires marchant au pas ont fait écrouler un pont de pierre alors qu'ils étaient à peine dix à marcher dessus et que les tribunes d'un stade en Corse se sont écroulées alors que les supporters tapaient du pied en rythme.
La structure peut être la plus rigide du monde, elle n'échappera pas à ce phénomène.

Sur la CR-10 par exemple on voit souvent l'arceau de l'axe Z se mettre à vibrer de manière démesurée lors de saccades pendant une phase de remplissage.
C'est le même problème, la vibration entre en résonance.
Si on peut réduire le défaut avec les haubans, on ne peut pas le supprimer, c'est impossible avec une structure aussi fine.
Et ça se traduit par des facettes et une baisse de précision proportionnelle à la hauteur d'impression puisque c'est un défaut angulaire, du fait de l'encrage de l'arceau qui est à la base du châssis. Si on ajoute à l'amplitude de la vibration le poids de la tête d'impression qui étant de plus en plus haut, par le principe du levier, donne de plus en plus de ballant à la structure, c'est Bagdad et plus rien n'est contrôlé à l'image de la pièce en photo au début de ce post.
Pour de la pièce technique, c'est rédhibitoire.

On peut en revanche empêcher la résonance de se produire en incluant un élément dont la rigidité différente va induire des efforts contraires et aléatoires puisque placé du côté négatif de l'axe Z et soumis aux mouvements de l'axe X et Y en même temps.

C'est la théorie sur laquelle je m’appuie pour ce projet.

  • Merci ! 1

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@GuizboyFranchement, très belle pièce techniquement comme dit précédemment par @volavoile mais j'abonderai dans le sens du rigide.

Le souci de cet arceau c'est qu'il prends plus de jeu quand l'axe X monte et les moments de forces sur cette ridicule fixation "en porte-à-faux" sont en causes. Pareil sur la Tornado.

Je pense que le mieux est une boite en tôle de ce qu'on veut mais en tôle, comme certaines imprimantes hors de prix certes mais bien conçues et qui ne souffrent pas de mouvement quand X monte en bougeant alors que Y secoue la base. Et les à-coups doivent "un poil" se dissiper dans la courroie, mais en fait, si on veut tout absorber je pense qu'on y arrivera pas sauf qu'avec une structure vraiment rigide, les écarts arrivés en haut ne seront pas pire qu'en bas, seul le jeu du chariot ou des guidages verticaux auront tendance à augmenter d’où l'idée que l'alu, même en joli profilé, c'est pas l'idéal, c'est nettement plus mou qu'un bon acier. Mais beaucoup plus léger. A terme, un corps en fonte serait p'tet idéal, mais les roulements vont manger.

Je pense que c'est inhérent au principe surtout si on veut aller vite. Ça amplifie les à-coups. Et je me dis que sur les beaux cubes métal que l'on peut voir et qui coûte deux reins et un œil, si on exagère, c'est toute l'imprimante qui va danser sur sa table, un peu comme une imprimante jet d'encre énervée qui secoue la desserte branlante sur laquelle elle est posée.

Sur nos brêles, faudrait des jambes de forces sur l'arceau en sus des rigidificateurs par tiges filetées. Une usine à gaz.

Ceci dit, je comprends ton besoin d'excellence, de faire mieux et surtout de ne plus avoir les écarts arrivés en haut, peut-être contourner le problème en scindant la pièce en deux et la tuber l'une dans l'autre ? (sera surement pas bon pour l'aile de planeur si elle doit voler, ça va alourdir... A réfléchir...)

En tout cas, y a de l'idée, de la recherche, du grattage de crâne, que du bon quoi. c'est comme ça que l'Homme avance !! Bravo à toi pour la profondeur de ta quête.

✌️

Modifié (le) par Artazole

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il y a 25 minutes, Artazole a dit :

@GuizboyFranchement, très belle pièce techniquement

Merci beaucoup, ça fait plaisir !

il y a 25 minutes, Artazole a dit :

Je pense que le mieux est une boite en tôle de ce qu'on veut mais en tôle, comme certaines imprimantes hors de prix certes mais bien conçues et qui ne souffrent pas de mouvement quand X monte ou descend alors que Y secoue la base

Je pense que tu as mal compris le principe des ultimaker et consorts. Ou alors c'est moi qui suis à côté de la plaque, auquel cas, je m'excuserais platement.

Le génie de ce système ne réside pas du tout dans la rigidité.
La problématique de vibrations est la même mais ils ont contourné la difficulté.

Je m'explique :

  • Quelque soit le système, les vibrations peuvent résonner, ça c'est un fait indéniable.
  • On sait que la formule quantifiant l’énergie d'un corps en mouvement est : (Vitesse² x Masse)/2
  • Sur un core XYZ le plateau bouge uniquement selon l'axe Z et la tête bouge selon XY

Considérant les points listés ci dessus on sait que l'on a beaucoup moins d’énergie en bougeant un corps moins lourd.
Du coup le génie c'est d'arrêter de s'efforcer de déplacer le plateau Y qui pèse entre 1 et 2kg selon la résistance montée dessus et , à la place déplacer la tête qui pèse, équipée en "bowden",  ~50 grammes. 
Dans ce système le plateau ne bouge plus que de temps en temps en Z et le risque de résonance est supprimé. Pour ce qui est de la tête, comme elle bouge selon deux axes, son support n'a pas la rigidité pour transmettre les vibrations au châssis.
De plus, le poids et donc l'inertie de la tête étant très inférieurs, on peut imprimer sans risques de secouer la machine et avec précision à des vitesses bien plus élevées.

Modifié (le) par Guizboy

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Tu as milles fois raisons.

Si on ne bougeait que la tête, ce serait idéal. Quasi rien comme masse et donc forcément on engendre beaucoup moins de mouvements.

Je suis d'accord, les ultimakers font monter le plateau et il n'y a que la tête qui bouge, mais j'ai vu les Volumics Stream par exemple, le boitier est assemblé, rigide, indéformable et le principe reste pourtant le même que nos imprimantes.

C'est à ça que je pense. Puisque nous avons des imprimantes dont le plateau reste au même niveau sur son Y et tête qui monte en Z en se déplaçant suivant X, sinon autant refaire sa propre Ultimaker 😣

J'aimerai savoir comment et ou sont absorbés les vibrations consécutives aux déplacements rapides et lourds du plateau et du chariot sur ces Volumics.

Ont-elles ce souci de qualité en hauteur ? Je pense que non, pas mieux en haut qu'en bas. Mais ce n'est que mon avis et je n'ai rien calculé, un ressenti.

J'aime vraiment beaucoup ta pièce, mais je la trouve plus adaptée pour imprimer "safe" si des secousses venaient de son support, comme un bâtiment anti-sismique, tout bouge mais reste en place tant que le CG ne sort pas, ou alors je me rappelle que sur certaines enceintes, il y a des pieds (trois cônes = isostatiques) pour ne pas transmettre les vibrations du HP au sol. Et détériorer le son. Mais là, on veut garder intact la vibration inhérente.

Je dis pas que ton idée est fausse, surtout pas, je n'ai aucune science dans le vibratile, mais je me dis que ça risque de mal se passer quand tu seras en haut, le truc chiant c'est que pour savoir faut dépenser 10-12h à attendre...

Faudrait vraiment faire en sorte que le parallélogramme ne se déforme pas... en X et Y. Je reviens à mon idée de corps en fonte, tel un piano.

Keep up !! 👍

✌️

Modifié (le) par Artazole

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il y a 6 minutes, Artazole a dit :

Je dis pas que ton idée est fausse, surtout pas, je n'ai aucune science dans le vibratile, mais je me dis que ça risque de mal se passer quand tu seras en haut, le truc chiant c'est que pour savoir faut dépenser 10-12h à attendre...

Ma foi, je n'ai que des connaissances limitées sur le sujet, du coup, je valide avec des tests, des tests et encore des tests 🙂
 

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@Guizboy Ben t'as bien raison y a que cela de vrai, la théorie expérimentale.

Suffit qu'on te dise que c'est impossible pour que ça marche. C''est d'ailleurs le sens de ma signature... 😂

Moi je dis fonces !

✌️

  • Merci ! 1

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Bon, je rencontre le premier problème lié à la matière.

2041028181_Problme1.thumb.jpg.8519dc9ebaa64968df7bcd47c28d01f9.jpg

Comme vous pouvez le voir sur cette photo, le ressort de droit qui était monté sur la machine pendant les 10 dernières heures d'impression s'est déformé.
A la base, il faisait la même hauteur que le modèle de gauche.

J'ai donc dessiné et imprimé la version 3.0 qui est, elle, équipé d'un ressort à double hélice mais avec une section moindre et un remplissage de 100%

1803595215_Ressortdoublehlice.jpg.34d1b71befe885e61c1a8fd36a2ed796.jpg 

Je vais donc reprendre mes essais et voir si je trouve une parade à la déformation sans perdre l''amortissement. Faute de quoi il faudra que je change de matériaux.

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