Coffret isolant pour Prusa I3 MK2S pour imprimer de l'ABS

[electroremy]

Bonjour,


Cette semaine j’ai amélioré ma Prusa I3 MK2S en lui fabricant un coffret isolant.

Le but est de maintenir une température élevée dans le coffret pour pouvoir imprimer de grandes pièces en ABS.

Voici mon cahier des charges :
– coffret à réaliser avec de la récup »
– ne pas gêner la vision => il faut une porte transparente et un éclairage
– ne pas réduire la durée de vie de l’électronique => il faut maintenir au frais l’alimentation, la carte CPU et le panneau de commandes
– ne pas gêner l’accès à l’imprimante => le coffret doit se retirer facilement
– avoir une température stable => le coffret sera épais, bien isolant, et la porte sera coulissante pour ne pas créer de courants d’air lors de l’ouverture

Il faudra également construire un nouveau support de bobine extérieur au coffret ; le poids de la bobine ne reposera plus sur l’imprimante ce sera meilleur pour la stabilité.

J’ai utilisé du polystyrène extrudé pour faire le coffret (épaisseur 20mm et 30mm), et une chute de plan de travail de cuisine sur lequel repose l’imprimante.

Pour l’assemblage, aucune des colles que j’avais à ma disposition ne donnait de bons résultats... j’ai utilisé des vis à bois vissées doucement à la main et au tournevis, c’est surprenant, mais ça fonctionne très bien et c’est très solide ! Il suffit de ne surtout pas forcer le serrage des vis à la fin.

La porte coulissante est verticale (ouverture de bas en haut), de cette façon on minimise les pertes de chaleur quand on ouvre la porte à moitié juste pour nettoyer la buse par exemple.

L’éclairage est fait avec un ruban à LED 12V collé dans le coffret en « U » à un emplacement judicieux pour ne pas être ébloui et avoir un éclairage uniforme et sans ombre.

Le panneau de commande est déporté à l’extérieur du coffret, les nappes qui le raccorde au boîtier CPU sont juste assez longues.

Les côtés et l’arrière de l’alimentation sont isolés avec du polystyrène, l’avant est accessible à l’extérieur du coffret et refroidi avec un ventilateur 12 V.

Les côtés et l’arrière du boîtier CPU sont isolés avec du polystyrène, l’avant est accessible à l’extérieur du coffret et refroidi avec un ventilateur 12 V.

Le nouveau support de bobines est fait en bois, avec un axe sur roulements à billets qui repose sur deux encoches.

La porte coulissante est assez petite… Pour accéder à l’imprimante, le coffret est en deux parties :

La partie arrière, sur laquelle est posé le support de bobine, et dont les côtés comportent les ventilateurs ;

La partie avant, qui contient la porte coulissante et l’éclairage

La partie avant et la partie arrière sont simplement posées au-dessus de l’imprimante, et calées par le morceau de plan de travail.

La partie arrière contient un boîtier de commande qui reçoit l’alimentation 12V et qui comporte un interrupteur pour les ventilateurs et une prise pour alimenter la partie avant.

La partie avant se connecte sur la prise de la partie arrière, et comporte un interrupteur pour l’éclairage.

Voici des photos :

Le coffret complet :
 

 
 

 
 

 
 

 

Zoom sur la fixation du panneau de commande :
 

 

Zoom sur les pieds du morceau de plan de travail :
 

 

Zoom sur le ventilateur de l’alimentation et le boîtier électrique :
 

 

Zoom sur le ventilateur du boîtier CPU :
 

 

Vues du support de bobine :
 

 
 

 
 

 
 

 
 

 
 

 

Vue des interrupteurs :
 

[electroremy]

Vue des interrupteurs :
 

 

Vue avec la partie avant retirée :
 

 
 

 

Vue de la partie arrière retirée :
 

 

Vue de l’isolation de l’alimentation :
 

 
 

 
 

 

Vue de l’isolation du boîtier CPU :
 

 
 

 
 

 
 

 

[electroremy]

Maintenant, voyons si ça fonctionne

Comme j’ai pas mal manipulé l’imprimante lors des modifications, j’ai refait entièrement la procédure de calibration.

J'ai eu un peu de mal avec le Live Z... la procédure de calibration utilise du PLA, et ce matériaux est trop tolérant (même avec de mauvais réglages on peut faire de bonnes pièces en PLA)

Après préchauffage (lit à 100 °C, buse à 240 °C), la température monte à 39,5 °C au bout d’un quart d’heure :
 

 

À la fin de l’impression, la température est de 41,4 °C
 

 

La pièce imprimée en ABS est parfaite :
 

 
 

 
 

 
 

 

La ventilation est efficace, l’alimentation et le boîtier CPU sont restés froids.

La température des moteurs pas à pas est d’environ 53 °C ce qui reste raisonnable :
 

 Je suis assez content du résultat.

La température dans le coffret dépend, c'est logique, de la température ambiante et de la température du lit chauffant.

Pour du PLA, avec un lit à 55°C et une température ambiante de 21°C la température dans le coffret se stabilise à 30°C.

J'ai placé dans le coffret et dans la pièce où se trouve l'imprimante deux mesureurs de température enregistreurs (la température est mesurée et enregistrée toutes les 5 minutes). Les données obtenues seront intéressantes à exploiter.

Comme j'ai réalisé mon coffret en deux parties, je abaisser la température en écartant simplement le coffret avant du coffret arrière pour créer une fente d'aération.

A bientôt

Modifié (le) Octobre 7, 2018 par electroremy

[electroremy]

Voici un autre test, et des mesures supplémentaires…

 

J’ai essayé d’imprimer une pièce sans brim.

 

Elle s’est légèrement décollée mais la déformation reste faible :

 

 

 

 

 

 

On voit aussi que j’ai poussé un peu trop loin le Live Z :

 

 

 

Les petites marques sur le dessus sont dues à un défaut dans le filament (petite tâche marron), j’ai cru que ça passerait à l’intérieur de la pièce, dommage.

 

 

Après un petit coup de lime et un ponçage humide au grain 600 la pièce est nickel, sauf pour les petites tâches marron qui persistent.

 

 

J’ai aussi fait quelques mesures de température juste après la fin de l’impression et c’est intéressant.

 

Température du lit : 100°C

Température ambiante : 22,3°C

Température dans le coffret : 42,4°

Température de la pièce : 71,9°C (la pièce est chauffée par le lit juste en dessous qui est à 100°C)

Température des moteurs pas à pas de l’axe Z : 51,8°C

Température de l’alimentation : 28,3°C

Température du boitier CPU : 28,3°C

Température des parois du coffret (celles en épaisseur 20 mm) : 30,5°C

Température des parois du coffret (celles en épaisseur 30 mm) : 25,9°C

Température du cadre en alu côté gauche : 41,7°C

Température du cadre alu côté droit (en contact avec l’alimentation) : 35,3°C (la chaleur est « pompée » par le refroidissement de l’alimentation)

Il serait intéressant de savoir quelle est la température ambiante admissible maximale pour les moteurs pas à pas… J’aimerais en effet ajouter quelques résistances chauffantes et une régulation de température pour faire des tests avec une enceinte plus chaude (50°C voire même 60°C)

 

A bientôt !

[Gouel69]

C'est du mastoc!

Juste une remarque : De mon coté je me suis également fait un caisson (plexiglas), mais j'ai eu une mauvaise expérience. La chaleur intérieur rend le fil trop mou et il se pli juste après la roue d'entrainement du coup je me retrouvais avec des sous extrusion colossales (des couches entières presque vide) :

Pour tout dire je n'ai pas de ventilateur et j'utilise essentiellement du PLA.

Pour la petite histoire j'ai gardé le caisson mais sans la face avant!

 

sinon ... good job!

Modifié (le) Octobre 12, 2018 par Gouel69

[Kachidoki]

J'ai eu le même soucis la fois où j'ai oublié de laisser une porte ouverte en imprimant du PLA sur la MK2S MMU. Et comme les extrudeurs sont en haut où il fait chaud, le filament s'est entortillé sur les bondtech.

[electroremy]

Bonjour,

J’ai continué les tests. Petite amélioration, j’ai ajouté une équerre, car le thermomètre avait tendance à glisser à cause des vibrations :

Je me suis amusé à faire une pièce bicolore, en utilisant le changement de filament :

 

Malheureusement, l’imprimante n’a pas réussi à unloader le filament du premier coup. J’ai du le faire à la main la manip n’est pas évidente : il faut mettre l’imprimante en pause, puis demander le préchauffage tout de suite pour que la buse ne refroidisse pas, et ensuite unloader le filament en tirant dessus à la main. Ça a été un peu galère pour loader le nouveau filament. J’y suis arrivé, mais ça a pris du temps, et cette pause prolongée a eu un impact sur la qualité d’impression. En cas de changement de couleur, il faut anticiper et être devant l’imprimante avant qu’elle se mette à biper pour réagir au plus vite.

Comment faites-vous pour les changements de filament en cours d’impression ?

On voit aussi que l’ABS noir ne rend pas très bien au ponçage même fin et humide, contrairement à l’ABS blanc.

J’ai aussi fait des pièces en ABS transparent :

Ce n’est pas vraiment transparent, mais translucide :

J’ai un petit souci avec l’ABS blanc et transparent : les pièces sont tachées, surtout au niveau des premières couches, probablement à cause des résidus brûlés sur la buse qui se voient beaucoup avec les couleurs claires. Ces tâches sont incrustées dans la masse et ne peuvent être éliminées ensuite.

J’arrive à améliorer les choses en nettoyant la buse chaude juste avant l’impression avec un coin de chiffon imbibé d’acétone, mais c’est très difficile d’avoir une pièce sans tache.

Comment faites-vous pour éviter les tâches ?

Voici le résultat des mesures de température :

Remarque importante : j’ai installé mon imprimante sur un plan de travail surmonté d’une hotte et fermé avec des stores déroulants. C’est dans cet espace dont le volume est d’environ 1,4 m3 qu’est mesurée la température extérieure. Au fur et à mesure de l’impression, malgré la VMC, la température de cet espace se réchauffe légèrement.

Il n’y a pas de régulation de la température (ni ventilateur ni résistance)

La température se stabilise néanmoins à une valeur comprise entre 20 °C et 25 °C de plus que la température extérieure.

C’est une performance plutôt bonne, et si on souhaite une température dans l’enceinte contrôlée au degré près on n’aura pas besoin d’un système trop imposant (un petit ventilateur extracteur et une résistance de puissance modérée suffiront).

Mais comme le montrent les mesures faites avec le thermomètre IR, la pièce est beaucoup plus chaude.

J’ai réalisé d’autres essais et j’ai découvert d’autres paramètres beaucoup plus importants !

D’abord quand on fait une pièce pleine, il y a un peu trop de matière et la buse finit par être noyée, la pièce est déformée. Pour une pièce pleine il faudrait donc réduire le flow… comment faites-vous ?

 Ensuite, lorsque la pièce est petite, ou alors lorsqu’à la fin de l’impression on arrive au sommet de la pièce avec des couches de petite surface, l’ABS n’a pas le temps de se solidifier et il y a de grosses déformations :

 

 

 Comment faire pour gérer ça ?

 On peut imprimer plusieurs petites pièces en même temps (mais il faut en avoir besoin).

Je pense aussi qu’on pourrait agir dans le GCODE en mettant en route le ventilateur frontal avec une vitesse dépendant de la taille des couches imprimées. En impression ABS ce ventilateur est éteint, mais dans une enceinte chauffée et lorsque les couches sont petites ce ventilateur pourrait être mis en route.

Qu’en pensez-vous ? Comment vous faites lorsque vous êtes confronté au problème ?

À bientôt !

 

[JL3D46]

Le 21/10/2018 at 01:47, electroremy a dit :

Comment faire pour gérer ça ?

 On peut imprimer plusieurs petites pièces en même temps (mais il faut en avoir besoin).

Tes impressions sont de très bonne qualité, et ce caisson d'apparence "rustique" est parfait pour le besoin qu'on en a, surtout qu'il s'ouvre très facilement, point très important pour régler la machine.

En réponse à ton souci d'ABS trop chaud, il existe un paramètre (sur cura) "Durée minimale d'une couche" qui génère une pause entre chaque couche si l’enchaînement est trop rapide.

Essaye, ça devrait résoudre ce détail.

Pour les petites crasses du début d'impression, en général en ajoutant une option d'adhérence plateau assez conséquente, la buse a le temps de se décrasser avant d'attaquer l'impression de la pièce.

A+

[electroremy]

Il y a 11 heures, JL3D46 a dit :

En réponse à ton souci d'ABS trop chaud, il existe un paramètre (sur cura) "Durée minimale d'une couche" qui génère une pause entre chaque couche si l’enchaînement est trop rapide.

Essaye, ça devrait résoudre ce détail.

 

J'y avais pensé mais quand l'imprimante n'imprime pas, la buse "pisse" : le filament sort doucement de la buse par gravité.

Du coup une pause risque de créer des problèmes car il y a d'abord une chute de filament qui va se déposer à un endroit inapproprié et ensuite il y aura un léger manque de matière

A moins que la pause ne dure pas très longtemps et se fasse avec une rétraction suffisante ?

A bientôt

[JL3D46]

il y a une heure, electroremy a dit :

A moins que la pause ne dure pas très longtemps

C'est toi qui décide puisque ce paramètre est accessible à l'utilisateur, il faut trouver le bon compromis (c'est 5 secondes par défaut) tu peux mettre plus ou moins selon si ça ne refroidit pas assez ou si ça coule .

[gourreau]

bonjour

j'ai résolu   en régulant la température intérieur a 30°

[electroremy]

Bonjour,

Ces deux idées sont intéressantes (pause et/ou température du coffret plus basse)

J'ai envoyé un petit document avec des photos et quelques suggestions à Prusa (voyez la pièce jointe).

A ma grande surprise ils m'ont répondu le lendemain en me remerciant !

Prusa vient de sortir sa I3 MK3 avec un système multimatériaux complètement repensé, ça donne envie !

J'ai le kit multi-matériaux ancienne version (achat en décembre 2018), que je n'ai pas encore monté, j'attends de mieux maîtriser l'imprimante.

J'ai un peu peur que le système bowden génère des pièces de qualité plus mauvaise que le direct drive... mais d'après ce que les gens disent cette crainte serait infondée.

Je précise que je souhaite imprimer de l'ABS en multimatériaux.

Autre soucis en bowden il faudrait renoncer au filament fexible même sans utilisation du multimatériaux

A bientôt !

IdeasForPrusaPrinter.pdf

Modifié (le) Octobre 25, 2018 par electroremy

[JL3D46]

il y a une heure, electroremy a dit :

Autre soucis en bowden il faudrait renoncer au filament flexible

Oui, le filament flexible, même pour l'extrudeur mieux vaut ne pas faire d'impasse ... sitôt sorti du rouleau cranté, sitôt guidé dans le tube de la hotend, (beaucoup ne sont pas suffisamment ajustés) et attention à la première couche trop écrasée ... si ça ne peut pas sortir au bout ça fait des pelotes dans l'extrudeur.

Pour le multi-matériaux, en 2 couleurs on peut faire une tête à bascule qui ne gaspille pas de fil, sinon c'est long et coûteux, trop de temps passé à purger les buses ...

[electroremy]

Bonjour,

Prusa propose un certain nombre d'innovations pour économiser du filament en multi-matériaux :

• optimisation de la wipe tower
• lorsqu'on imprime plusieurs pièces, on peut choisir des pièces "mécaniques" et d'autres "esthétiques", l'imprimante va essayer d'imprimer les pièces mécaniques lors de la transition entre filaments
• de même, le remplissage - qui est invisible dans la pièce finale - sera imprimé dans la mesure du possible lors de la transition entre filaments

Le nouveau kit multi-matériaux de la Prusa I3 MK3 est convaincant (il allie les avantage du bowden et du direct drive)

L'intérêt du multimatériaux c'est :

• d'imprimer avec un support soluble
• d'imprimer des pièces en couleur teinté dans la masse ; je pensais notamment faire des face avant ou des plaques signalétiques de machines en couleur et "lisses", comme c'est teinté dans la masse ça résiste à l'usure. Avec un léger ponçage on peut même remettre à neuf la plaque !

Pour la double buse il y a des inconvénients :

• suintement de la buse non utilisée
• la buse non utilisée frotte sur la couche imprimée par l'autre buse
• seulement deux matériaux possible
• perte de course dans l'axe X (donc on peut imprimer des pièces plus petites qu'avec une seule buse)

Le système de buse à bascule peut résoudre en partie les deux premiers problèmes. Avec un système multibuse il faudrait presque un mini plateau chauffant en hauteur destiné à la purge et à l'élimination du suintement.

Si on pouvait trouver un système fiable anti-suintement ça résoudrait de nombreux problèmes.

Il y a aussi un truc que j'ai envie d'essayer : imprimer des pièces en différentes couleurs puis les coller ensemble à l'acétone. Il faut trouver la bonne méthode pour que le collage soit efficace et que les couleurs ne se mélangent pas

Le problème des pièces en plusieurs matériaux est que les couches des différentes couleurs ne se croisent pas. La pièce est donc plus fragile, et peut se casser au niveau de la frontière entre les couleurs. Pour remédier à cet inconvénient il faut une couleur principale qui constitue la quasi totalité de la pièce et utiliser les autres couleurs seulement à un ou deux mm de la surface.

Le plus économique, le plus simple et le plus solide étant le changement de couleur selon Z (comme ma petite pièce en noir et blanc). Cela ne convient pas à toutes les pièces ; c'est intéressant pour faire un bouton de potentiomètre cranté avec des crans bien visibles, c'est un peu moins intéressant pour une plaque ou une face avant qui ne sera pas lisse.

A bientôt !

[Kachidoki]

Il y a 5 heures, electroremy a dit :

Le problème des pièces en plusieurs matériaux est que les couches des différentes couleurs ne se croisent pas. La pièce est donc plus fragile, et peut se casser au niveau de la frontière entre les couleurs. Pour remédier à cet inconvénient il faut une couleur principale qui constitue la quasi totalité de la pièce et utiliser les autres couleurs seulement à un ou deux mm de la surface.

Ça, ça se prévoit dans le design, notamment pour les mixtes PLA / Flex par exemple, où il vaut mieux prévoir un "hameçon" dans la pièce pour que le flex soit solidaire mécaniquement de la pièce rigide.

Il y a 5 heures, electroremy a dit :

L'intérêt du multimatériaux c'est :

• d'imprimer avec un support soluble

Les supports solubles avec une solution mono-buse, pour des pièces de déco ça marche bien, mais pour des pièces mécaniques, tu peux oublier, j'ai déjà testé. Le problème se situe au niveau de la purge, il faudrait purger énormément lors des passages de support vers autre chose. Énormément c'est peu dire, j'ai déjà eu des résultats acceptable sur des couches de 0.3mm avec une tour de purge de 80x200mm (heureusement c'est le PLA qui se fait bouffer et pas le support). Avec une tour de purge raisonnable, au moindre effort mécanique, c'est le délaminage assuré.

Sans faire de multi-matériaux, on peut déjà comprendre ce problème de contamination quand on passe d'un filament pailleté/métallisé à un filament classique. Même en ajoutant un skirt avec extrusion minimale de 200mm en début de print, après 1h d'impression il reste toujours quelques paillettes dans la pièce. Idem quand on passe de PETG à PLA, on croit avoir bien purgé, et quand on décolle la pièce on se retrouve avec les deux premiers périmètres toujours collés au plateau. Le seul moyen efficace que je connaisse pour purger la tête d'impression est le cold-pull, autant dire impossible à automatiser.

Pour les systèmes multi-buse, le problème du oozing cache un autre point important, la remise en pression de l'extrudeur. Sur des machines pro comme les Fortus de Stratasys, au moment du changement de matière, les buses viennent cracher plusieurs dizaines de cm (à +400€ le 1.5kg de matière) dans une poubelle tout en se faisant brosser par une espèce de spatule en silicone.

Je préfère l'idée du toolchanger de E3D, qui permet aussi de mixer les tailles de buses (par exemple périmètre fin, infill épais, comme le font les BCN3D). J'attends de voir comment ils vont gérer la remise en pression de l'extrudeur. Quelqu'un a même déjà soumis l'idée d'intégrer un MMU de prusa derrière une des têtes du toolchanger pour pouvoir faire plusieurs couleurs avec une seule tête, sans perdre les avantages des autres têtes (grosse buse pour l'infill ou support soluble). E3D eux-même ont orienté le système pour ne pas faire que de l'impression 3D, par exemple un des outils pourrait être un distributeur d'écrous, et faire des inclusions automatique dans les pièces. Mais là on déborde. 

[electroremy]

Oui le problème après le suintement c'est la remise en pression, sinon manque de matière

Le distributeur d'écrou pas bête, justement je voulais tester cette technique mais en déposant les écrous à la main avec une pause lors de l'impression

[Kachidoki]

Ça se fait bien, j'ai utilisé cette technique cette semaine en testant ce design (encore perfectible) :

https://www.thingiverse.com/thing:3086823

Modifié (le) Octobre 26, 2018 par Kachidoki

[cmatec]

@electroremy : bravo pour ton caisson.

Pour éviter les suintements de la buse inactive et sa remise en pression, de simples languettes souples métalliques sont super efficaces.

@Kachidoki : sympa ce tool changer ... le concepteur de la bascule dondolo (merci @JL3D46) utilise ce système.

Modifié (le) Octobre 27, 2018 par cmatec

[electroremy]

Le 26/10/2018 at 22:31, cmatec a dit :

@electroremy : bravo pour ton caisson.

Pour éviter les suintements de la buse inactive et sa remise en pression, de simples languettes souples métalliques sont super efficaces.

@Kachidoki : sympa ce tool changer ... le concepteur de la bascule dondolo (merci @JL3D46) utilise ce système.

L'idée des languettes c'est pas bête du tout ! Certaines imprimantes sont-elles équipées de ce dispositif ?

[electroremy]

Bonjour,

Bonne nouvelle j'ai pu trouver une option qui correspond à ce que je voulais faire en fouillant dans les paramètres de Silc3r Prusa Edition :

L'option "auto cooling", en lien avec les "Cooling thresholds" est efficace... à condition, pour l'ABS, d'avoir une enceinte chauffée !

Le ventilateur s'est mis en route à la fin de mon impression, lors de l'impression de la partie haute de la petite boite que l'on voit sur la photo ci-dessous :

Pas de déformation car l'enceinte est chaude (44°C à la fin de l'impression), et de plus l'air au dessus de la pièce est encore plus chaud

J'avais imprimé 4 pièces :

- une boite avec son bouchon

- deux petits dômes

Les dômes ont été taraudés manuellement après l'impression :

Les dômes servent à éviter qu'on se fasse mal avec l’extrémité des tiges filetées des tirants de ma penderie :

La petite boîte est très réussie, elle a été faite sur mesure pour un petit pendentif.

Vous remarquerez que le filetage est à gauche, celui qui ne le sait pas se découragera avant de l'ouvrir :

Avoir utilisé de l'ABS translucide donne un effet intéressant du point de vue esthétique. La boîte est lisse (après léger ponçage à l'eau) mais l'infill qui est visible donne l'impression d'une texture.

Cela permet également de voir le niveau dans la boîte si on la rempli avec un liquide ou une poudre.

On peut voir si le pendentif est dedans ou pas sans ouvrir la boîte. Les rangements transparents ou translucides sont pratiques.

Le pas du filet fait 2 mm. J'ai été surpris de la précision de l'impression. Je vais essayer d'imprimer des filets et taraudages plus fins pour voir.

Un filet imprimé est moins solide qu'un écrou prisonnier mais dans pas mal d'applications ça suffit. On peut tarauder une profondeur importante pour avoir une bonne solidité. On peut faire un taraudage légèrement "serré" pour avoir un assemblage qui ne se desserre pas sans recourir à du frein filet ou des rondelles éventail.

Il est possible de faire des poignées de meuble assez jolies.

Je vais essayer de faire des raccords filetés pour plomberie en ABS. On va voir ce que ça donne au niveau résistance à la pression. Je vais voir aussi si on peu coller du PVC avec de l'ABS. Ces raccords serviraient pour des accessoires de système de récupération d'eau de pluie, donc que de l'eau froide et assez peu de pression. Les raccords de plomberie en PVC peuvent coûter assez cher dès que ce n'est plus quelque chose de standard.

A bientôt