Projet de bobinage de fil

[SebDamBerLud]

Bonjour

 

J'ai repris une formation d'ingénieur. Afin de compléter celle-ci, nous avons un module de projet d'ingénierie qui consiste à réaliser un projet en utilisant toutes les connaissances que nous avons acquis.

Le projet que nous avons concerne le bobinage et la mesure de fil que nous avons besoin pour imprimer.

Voici en quoi consisterait le système:

Le besoin consiste à disposer d'une solution permettant à la fois de comptabiliser la longueur de fil restant sur une fin de bobine et débobiner sur une bobine au vierge une longueur définie, de façon programmable et motorisée car la démocratisation de l’usage des imprimantes 3D FDM, notamment par les particuliers montre que la gestion des fins de bobines de filament est problématique, ne suffisant pas à la réalisation d’une pièce, ces fins de bobines se retrouvent aux rebus et s’accumulent, ce qui en somme peut correspondre à une grande quantité de matière première disponible mais difficilement exploitable en l’état.

L’objectif de ce projet est de proposer une solution aux utilisateurs d’imprimante 3D FDM permettant de limiter les déchets générés par les échecs d'impression causés par un manque de matière, de les aider dans la gestion des fins de bobines en permettant le transfert de matière entre deux bobines pour imprimantes FDM. 

Afin de répondre à l'étude de ce marché, nous lançons un sondage dont vous trouverez ci-joint un lien qui amène à un questionnaire afin connaître votre opinion sur ce projet:

https://docs.google.com/forms/d/e/1FAIpQLSeeog2HiG_5_7D7m4si8M8LabekxcJ7couMmK7TLXB4MpPTJw/viewform?usp=sf_link

Merci de votre collaboration et n'hésitez pas si vous avez des questions ou suggestions.

Modifié (le) Octobre 14, 2020 par fran6p

[divers]

Je pense qu'il serait plus simple et beaucoup plus rapide pour l'utilisateur d'avoir un dispositif (style Prusa MMU2 ou Palette 2 de mosaic) ces solutions existent et fonctionnent sans rien devoir calculer. Lorsque la bobine 1 est vide, la bobine 2 prend le relais automatiquement et ainsi de suite.

Maintenant, trouver une solution plus simple et moins couteuse pour seulement deux bobines, cela pourrait intéresser de nombreuses personnes.

Modifié (le) Octobre 14, 2020 par divers

[Ironblue]

Est ce que pour un particulier le coût du truc en vaut la peine/coût ?

Beaucoup d'imprimante on maintenant un détecteur de filament, la bobine est vide ça met l'impression en pose, on remplace la bobine et on relance l'impression, c'est pas la mort si on a perdu quelques minutes (voir quelque heures si on est pas présent), m'importe quelle autre solution "automatique" sera toujours plus cher qu'un simple détecteur....

Perso je me pose pas la question de se qu'il me reste sur la bobine, je lance et change la bobine quant l'imprimante me sonne...donc j'ai pas fait le sondage car je ne me sens pas concernée vu que je n'ai pas de fin de bobine, je les utilise jusqu'au bout sans souci.

[divers]

Effectivement il y a de plus en plus de bécanes qui ont la détection de fin de bobine (je l'ai sur les miennes et c'est vraiment utile), MAIS lorsque que tu es entrain d'imprimer et que tu pars au boulot ou te coucher, tu serais certainement contente de revenir le lendemain matin et que ta bécane tourne toujours.

C'est pour cela que je proposais aux quatre jeunes presque diplômés de faire un petit dispositif avec un seul changement de bobine afin de réduire au max le prix de la bestiole. Je pense qu'il peut y avoir un marché pour un tel dispositif à moins de 100€.

[Shukaname]

il y a 44 minutes, Ironblue a dit :

Est ce que pour un particulier le coût du truc en vaut la peine/coût ?

Beaucoup d'imprimante on maintenant un détecteur de filament, la bobine est vide ça met l'impression en pose, on remplace la bobine et on relance l'impression, c'est pas la mort si on a perdu quelques minutes (voir quelque heures si on est pas présent), m'importe quelle autre solution "automatique" sera toujours plus cher qu'un simple détecteur....

Perso je me pose pas la question de se qu'il me reste sur la bobine, je lance et change la bobine quant l'imprimante me sonne...donc j'ai pas fait le sondage car je ne me sens pas concernée vu que je n'ai pas de fin de bobine, je les utilise jusqu'au bout sans souci.

Bonjours, je n'ai jamais eu recours a la pause de l'impression par peur que cela ne fonctionne pas car la reprise a échoué, cette crainte est-elle fondée ou me conseille tu de finir entièrement mes bobines?

[Ironblue]

Sur mon imprimante j'ai jamais eu de souci de reprise après une pause que se soit une pause du au détecteur ou une pause faite par moi via l'écran, la reprise c'est toujours bien passée donc oui je t'encourage à finir tes bobines. (sinon tu peut toujours me les envoyer si tu sait pas quoi en faire....)

[divers]

Il est préférable de na pas être trop loin de la bécane lors de la fin de bobine car lorsqu'elle s’arrête et bipe pour que tu effectues le changement, elle reste en chauffe un certain temps puis par sécurité elle coupe les chauffes. Ce n'est pas un souci pour le PLA mais cela peu l'être pour des matières qui vont se rétracter et se décoller du support.

Je précise que c'est le mode de fonctionnement des Prusa, pour les autres marques je n'en sais rien.

[Ironblue]

J'ai jamais testée combien de temps elle restait en pause (je reste à la maison pour mes impressions), la plupart du temps, je suis pas loin et si c'est la nuit ça me réveille sauf une nuit ou je ne l'ai pas entendu (je sais pas à quelle heure) et le matin elle était encore en pause et en chauffe.

[Tircown]

Bonjour,

Je rejoins mes compères. Ce "problème" de fin de bobines a plusieurs solutions simples et presque gratuites:

• Les slicers sont précis sur la longueur de filament utilisé.
  • Pour les gros prints, je pèse mes bobines. J'imprime souvent la même marque et je pèse les bobines vides pour faire la tare. Si c'est la première, je vois large.
  • Lorsque la bobine commence à être vide, que les peser n'a plus de sens, je compte les spires restantes. Diamètre du moyeu de la bobine * pi et on a la longueur de chaque spire. On voit vite si ça passe ou pas.
• Les capteurs de fin de bobines sont efficace (pour peu que le bout ne reste pas accroché dans la bobine). Perso je m'en passe sans problème.
• Un suivi précis de la consommation par logiciel. Il me semble qu'il y a un plugin octoprint qui gère ça.

Ensuite il y a les solutions mécaniques existantes citées par @divers et des systèmes comme celui ci thing:1643906, plus abordable.

L'enrouleur de filament vient en dernier puisque ce n'est ni automatique, ni presque gratuit. En tout cas dans l'optique réutilisation des fins de bobines. Et puis l'aspect écologique est discutable puisque ce sont quelques grammes de plastique face à une machine qui sert peu et dont les composants ont traversés le monde. Idem pour l'aspect économique.

Ça reste un projet intéressant, en tout cas pour ceux qui veulent détailler des grosses bobines. Ex: j'ai 4 imprimantes, je veux pouvoir les faire imprimer en même temps, j’achète une bobine de 8kg que je scinde en autant de bobines de ~1kg. Le gain est au moins économique.

Il y a 2ans environ j'ai bricolé un enrouleur pour partager des bobines justement. Il ne faut pas oublier que les bobines sont initialement enroulées lorsque le filament est encore malléable. En le ré-embobinant, le filament qui était sur des spires large passe sur des spires plus serrées. Même en faisant en sorte de le tendre il est quasiment impossible d'avoir de belles spires. Certains filaments (PLA) que j'ai ré-enroulé l'ont mal supportés, ils se sont brisés en tronçons de 5~10cm, inutilisables. L'odomètre n'était pas fiable aux vitesses que j'utilisais, 0.5m/sec environ. Il était constitué d'une roue MK8 sur roulement à bille et d'un capteur effet hall. J'ai fini par peser les bobines.

Modifié (le) Octobre 14, 2020 par Tircown

[Titi78]

Ma cr10s firmware d'origine en fin de filament se park et coupe la chauffe buse et bed.  Résultat : impression décollée du plateau .

Idem si je fais une pause d'impression 

Donc quand je fini mes bobines je le fais quand je reste à côté. 

[Kachidoki]

Il y a 3 heures, divers a dit :

elle reste en chauffe un certain temps puis par sécurité elle coupe les chauffes.

Il me semble que ce timer de sécurité n'est valable que pour le préchauffage. Je n'ai pas testé récemment mais j'ai déjà eu des impressions en pause toute la nuit, et pas que par manque de filament, mais une fois aussi parce qu'un fil du ventilateur frontal s'est coupé (le retour de vitesse de rotation). Là où c'est très fort chez Prusa, c'est que mon impression de 8h en ABS s'est mise en pause à 9min de la fin, et durant 7-8h (plateau à 110°C dans un placard fermé), et que j'ai pu naviguer dans les menus pour désactiver le check de la ventilation, et reprendre l'impression sans encombre. La machine à détecté un souci sur le ventilo au moment où il a fallu l'allumer pour les bridges (cas particulier de l'ABS).

Impression presque terminée (on remarque que le bridge avait à peine commencé à recouvrir l'infill) :

Le message d'erreur (j'avais tenté une reprise sans désactiver le check ventilo, d'où la température de la buse) :

La pièce terminée sans encombre :

[divers]

Il y a un problème tes photos ne sont pas visibles.

l’arrêt automatique des chauffes, cela m’arrive fréquemment lors des changements de couleurs des pièces et en fin de bobine.

il y a peut-être une option permettant de le désactiver, mais sur mes bécanes cela fonctionne ainsi.

[Motard Geek]

@Kachidoki les photos ne sont pas sur le serveur. Tu peux les mettre dans un nouveau message que je fusionnerai avec l'autre  

[Kachidoki]

C'est fou, sur le pc duquel j'ai posté les photos, elles y sont bien...

Bref, les re-voici :

[divers]

Comme tu as tendance à "bricoler" le code sur ta bécane (par rapport à moi qui n'ai jamais mis le nez dedans), tu as peut-être supprimer cette fonction.

Sur la seconde photo, comme le ventilo avait un problème la buse s'est bien coupée.

Ce week-end je vais faire le test sur une MK3s et une Mini pour connaitre le temps de maintient en température avant l’arrêt.

[Kachidoki]

il y a 20 minutes, divers a dit :

Comme tu as tendance à "bricoler" le code sur ta bécane

J'utilise uniquement le firmware stock sur mes Prusa, éventuellement une alpha/beta quand je remonte un bug sur Github et qu'un développeur me sort un correctif à tester. Au passage, ils sont très abordable et à l'écoute.

Par contre je crois qu'il y a une incompréhension, la buse s'éteint bien à la pause ou fin de filament, mais pas le plateau. Mais il existe une autre fonction, un timer de sécurité lorsqu'on lance un "Preheat" via l'écran, qui coupe la buse ET le plateau au bout d'un certain temps d'inactivité. Ca m'est déjà arrivé 2-3 fois d'oublier une machine en préchauffage.

[divers]

Cela m'arrive aussi de mettre en préchauffage (pour gagner quelques minutes) et d'aller diner sans avoir lancer la prod, à mon retour tout était coupé.

On discute entre vieux, c'est bien, mais il faudrait peut-être que nous revenions au sujet proposé par les quatre jeunes ingés (Seb - Dam - Ber - Lud) qui ne se manifestent pas beaucoup depuis mercredi.

Modifié (le) Octobre 16, 2020 par divers

[Kachidoki]

il y a 52 minutes, divers a dit :

On discute entre vieux

Je dois avoir la moitié de ton âge. 

C'est vrai qu'on est un peu sorti du sujet. Mais comme nos chers ingénieurs en herbe ne répondent plus (les deux posts à leur actif sont un doublon), autant profiter de l'espace pour lancer des idées.

On est déjà quelques uns à s'accorder sur le fait que les fins de bobines ne sont pas un problème, et qu'un particulier mettra rarement au rebus un reste de filament, même s'il n'a pas de capteur de fin de filament, tout simplement avec sa balance de cuisine.

En revanche, s'il y a bien un problème auquel de nombreux makers sont confrontés, c'est le déroulement même de la bobine. Entre les bobines trop lourdes ou trop légère, trop tendues ou trop lâches, et toutes les variantes intermédiaires comme un déchargement de filament (je pense au problème du MMU2). Voilà un sujet d'étude qui intéresserait du monde.

Une idée qui serait intéressante d'un point de vu ingénierie, serait un système qui maintienne une tension constante entre le fil et sa bobine, et une tension nulle entre le fil et l'imprimante, qu'on le tire ou qu'on le pousse. Ca à l'air simple au premier abord, mais ça pose quelques problématiques pas si simple à résoudre en utilisant des composants que tous les makers peuvent avoir sans lâcher un rein. Comment détecter un retour du fil vers la bobine, si la tension entre le fil et la machine est nulle ? On pourrait le faire si cette tension n'était pas nulle mais très faible, mais alors comment gérer un fil cassé ou lâché sans que la boucle de rétroaction ne s'emballe et ne transforme la bobine en toupie ? Il va falloir un contrôle numérique pour venir à la rescousse.

Bon je m'éparpille (mais je réfléchis à cette idée de temps en temps, mais comme tout le temps, je manque de temps). 

[Titi78]

il y a 16 minutes, Kachidoki a dit :

En revanche, s'il y a bien un problème auquel de nombreux makers sont confrontés, c'est le déroulement même de la bobine.

Ya mon débobineur devideur qui est sur mon post si ça t'intéresse 

[Tircown]

il y a 4 minutes, Kachidoki a dit :

Comment détecter un retour du fil vers la bobine, si la tension entre le fil et la machine est nulle ? On pourrait le faire si cette tension n'était pas nulle mais très faible, mais alors comment gérer un fil cassé ou lâché sans que la boucle de rétroaction ne s'emballe et ne transforme la bobine en toupie ?

Il y a une solution à ce problème dans le Mosaic Palette 2: le filament faut une boucle à l'intérieur dans un espace assez large . Quand il est trop tendu, il serre l'intérieur de la courbe. S'il est trop lâche, il se place à l'extérieur de la courbe. Eux ont mis deux capteurs optiques il me semble mais tout est imaginable. Le challenge sur un système comme ça réside plus dans la maîtrise des coûts. Pour 50€/bobine c'est assez facile à faire mais puisqu'il en faut forcément 4, 5 ou plus, le budget global ne serait pas proportionnel aux MMU2, Palette et autres. Je suis aussi assez étonné que personne ne se soit lancé là dedans.

[fran6p]

@Kachidoki

Tu avais évoqué la solution «ultime» :

Pour le «débobineur» de @Titi78 :

 

@Tircown

Avec le projet «Smuff» existe en complément un «filament buffer» : https://www.thingiverse.com/thing:3709082

Donc en combinant plusieurs solutions, les bobines n'ont plus qu'à bien se tenir, non mais

[legired]

il y a 33 minutes, Kachidoki a dit :

Je dois avoir la moitié de ton âge. 

C'est vrai qu'on est un peu sorti du sujet. Mais comme nos chers ingénieurs en herbe ne répondent plus (les deux posts à leur actif sont un doublon), autant profiter de l'espace pour lancer des idées.

On est déjà quelques uns à s'accorder sur le fait que les fins de bobines ne sont pas un problème, et qu'un particulier mettra rarement au rebus un reste de filament, même s'il n'a pas de capteur de fin de filament, tout simplement avec sa balance de cuisine.

En revanche, s'il y a bien un problème auquel de nombreux makers sont confrontés, c'est le déroulement même de la bobine. Entre les bobines trop lourdes ou trop légère, trop tendues ou trop lâches, et toutes les variantes intermédiaires comme un déchargement de filament (je pense au problème du MMU2). Voilà un sujet d'étude qui intéresserait du monde.

Une idée qui serait intéressante d'un point de vu ingénierie, serait un système qui maintienne une tension constante entre le fil et sa bobine, et une tension nulle entre le fil et l'imprimante, qu'on le tire ou qu'on le pousse. Ca à l'air simple au premier abord, mais ça pose quelques problématiques pas si simple à résoudre en utilisant des composants que tous les makers peuvent avoir sans lâcher un rein. Comment détecter un retour du fil vers la bobine, si la tension entre le fil et la machine est nulle ? On pourrait le faire si cette tension n'était pas nulle mais très faible, mais alors comment gérer un fil cassé ou lâché sans que la boucle de rétroaction ne s'emballe et ne transforme la bobine en toupie ? Il va falloir un contrôle numérique pour venir à la rescousse.

Bon je m'éparpille (mais je réfléchis à cette idée de temps en temps, mais comme tout le temps, je manque de temps). 

Pour détecter le bon déroulement de la bobine, j'avais retenus deux systèmes qui semblaient être pas mal, mais cela fonctionne comme un détecteur de fin de filament (les deux systèmes sont la dessus) 

 

Celui de hotends.fr : https://www.hotends.fr/fr/accessoires/95-dual-guard-sensor.html?aff=16

et un système de roue codeuse : https://www.thingiverse.com/thing:2515750

Cependant je n'ai pas eux le besoin de me pencher sur la mise en place d'un de ces détecteur car il m'arrive que très rarement que la bobine se bloque

[Tircown]

@fran6p, j'avais vu ce genre de système . Tout comme d'autres à ressort ou usant ingénieusement de la  gravité ils n'ont la capacité d’emmagasiner/enrouler quelques 10aines de cm. Tant qu'on reste avec des sélecteurs à proximité de l'imprimante tout va bien.

[Kachidoki]

Whouaou, je savais qu'il y aurait des réponses, mais pas autant.

Donc le débobineur de @Titi78 est simple et économique, mais ne règle pas le problème du "re-bobinage", il faut le coupler à un autre système, comme les auto-rewind spool holder ou le filament buffer par exemple. Ca peut être une solution très simple et économique, facilement répliquable. Cependant les filament buffer sont "placivore" et toujours pénible à charger, les auto-rewind sont souvent bruyant avec un clac clac, certains sont aussi encombrant (imaginez avec 5 bobines derrière), j'en ai essayé quelques-uns.

Les propositions de @legired ne sont finalement que des capteurs. Ils permettront de voir un problème, mais n'ont aucune action active sur la bobine.

Je pense qu'on peut faire mieux que ça, avec un système "actif" qui, par exemple, maintient un couple constant sur le moyeu de la bobine pour la tendre. Finalement pour simplifier, ça revient un peu mettre deux systèmes de @Titi78 tête bêche, un débobineur vers la machine, un re-bobineur vers la bobine.

J'aime bien l'idée de @Tircown pour détecter la "tension" sur le fil, mais ça risque d'être à nouveau encombrant. A voir où et comment placer les différents capteurs pour gérer tous les cas.

A suivre.

[Tircown]

il y a une heure, Kachidoki a dit :

ça risque d'être à nouveau encombrant

T'as pas besoin de faire une boucle complète. 90° suffisent et ça peut suivre la courbure de la bobine.