Vitesse maximale d'impression ?

[Jeff06]

Bonjour à tous.

En analysant les caractéristiques des différentes imprimantes 3D, j'ai constaté des vitesses d'impression annoncées de 300mm/s pour certains modèles.

Ces vitesses dépendent surtout de la conception mécanique des machines, et logiquement, le poids des parties mobiles est un obstacle à la vitesse pour des problèmes d'inertie.

Y a-t-il d'autres limitations à la vitesse, dues par exemple à la technologie de dépôt de filament ?

Quelle est, selon vous, la vitesse maximale atteignable pour ce type d'impression ?

[biostrike]

Aucune idée, en tout cas, en dépôt de filament, plus on va vite, et plus on dégrade la qualité. Et ça c'est valable pour toute les imprimantes de ce type.

Donc les constructeurs qui vous annonce des hautes vitesse, faut pas se leurrer, a vitesse max, les impressions sont dégeulasse.

Donc finalement, la vitesse (théorique) ne doit aucunement être un critère d'achat pour ce type d'imprimante.

Une imprimante faite maison et bien réglée, rivalise, voir surpasse certain modèle "constructeur".

[Jeff06]

Merci pour cette réponse.

Je pense aussi qu'une imprimante 3D bien conçue et bien réglée rivalise aisément avec les meilleurs modèles grand public.

Pour la dégradation de la qualité d'impression en augmentation la vitesse, elle est normale.

Ce que j'essaie de déterminer, c'est si cette dégradation est uniquement liée à l'aspect "mécanique" (vibrations, inertie, ...) ou aussi à des paramètres liés à ce mode d'impression par filament (fluidité, viscosité, adhérence des couches, ...).

[biostrike]

Je pense que tout est lié, même la qualité du filament impacte.

Le tout c'est de trouver le bon rapport vitesse/qualité qui conviennent, chacun à ses exigences...

[Jeff06]

Tout à fait.....

Peut-être que quelqu'un d'autre en saura un peu plus que nous sur le sujet ... ?

[oscar2000]

si vraiment le manque de vitesse est un problème, c'est que l'imprimante travaille 24/7... dans ce cas là, à mon avis, il serait tout à fait justifié d'investir dans une deuxième imprimante (ou une de plus), plutôt que sacrifier la qualité.

si on arrive à saturer une imprimante à 300 mm/s, ça veut dire que l'ordre de grandeur de la vitesse est de 1 cm3/min et que le chiffre d'affaire de cette imprimante est de 0,75 euros/min = 45 euros/h.

soit potentiellement 500 euros par jour.

ça finance sans problème l'achat d'une machine supplémentaire. la qualité et l'absence de rebut doit être l'impératif absolu, pas la vitesse.

[Jeff06]

C'est une manière de voir les choses, en effet...

Mais ce n'est pas la seule, et en tout cas, ce n'est pas la mienne.

Pour la bonne raison que je ne compte pas rester 24/7 devant ma machine à la surveiller et à la recharger en fichiers et filament...

Tu as par contre parfaitement raison en parlant d'un investissement dans une 2ème imprimante. Il ne me serait jamais venu à l'esprit de modifier ma Prusa i3 pour lui faire atteindre de telles vitesses ! Je tiens à ma déco !

Ma question concerne donc bien une nouvelle imprimante, dont j'étudie actuellement la conception.

Et comme je maitrise un peu la conception mécanique (vibrations, inertie,...), ainsi que la gestion de mon temps, j'essaie de me renseigner sur les éléments qui me sont étrangers, à savoir les limitations de vitesse propres au procédé d'extrusion.

[oscar2000]

dans mon esprit, une imprimante est capable de travailler toute seule, sans qu'on reste à proximité pour la regarder. elle fait une pièce de 200 g en plus de 3 heures, on peut appuyer sur le bouton de démarrage juste avant de partir de l'atelier et de rentrer chez soi. tout comme quand je fais une lessive, je ne reste pas devant la machine à laver pendant tout le cycle de lavage.

[Jeff06]

C'est quand même marrant !

Je pose une question très précise, et pourtant...

C'est un peu ce que l'on appelait à l'époque de l'URSS, "le conseil Russe" :

"Dis moi de quoi tu as besoin, je te dirai comment t'en passer...".

Si je demande où trouver une voiture, je n'attends pas que l'on m'explique comment assembler 2 scooters côte à côte !

Il se trouve que je sais parfaitement analyser mes besoins, parmi lesquels figure une vitesse d'impression élevée.

Pour y parvenir, je maitrise les problèmes mécaniques, comme je l'ai expliqué plus haut...

Mais, comme je l'ai aussi expliqué plus haut, je ne maitrise pas les problèmes spécifiques à l'extrusion.

Ma question est dont limpide :

Existe-t-il une limitation de vitesse d'impression liée au processus d'extrusion ?

[biostrike]

+ 1 . ce qui retourne la question : quelle vitesse maximale pour quelle investissement ?

Et la vitesse dépend aussi du type d'architecture : La Delta est la plus rapide actuellement, mais aussi la plus difficile à régler.

[Jeff06]

la vitesse d impression depent de ton hotend que tu a

ces simple tu prend une merde chinoise tu vas pas pourvoir avancer beaucoup

par contre si tu prend de la qualiter type e3d pas une copie comme on peut en trouver maintenant le probleme sera resolu

pour preuve sur une delta sa vas plus vite

apres comme tu connait en mecanique tu devine ce qu il faut faire ( virer les courroies , virer les tige fileter de bricomachin pour y mettre des vis a billes , passer sur du bowden pour l inertie etc ...)

Pour ce qui est de l'extrudeur, je suis en attente d'un E3D-V6 pour le moment. Dans le futur, j'envisagerai de passer la machine en double-extrudeur, si le besoin s'en fait sentir.

Pour l'inertie, je passerai effectivement en Bowden.

Connais-tu la vitesse maximum d'extrusion d'un E3D-V6 ?

En ce qui concerne la transmission, je reste sur des tiges filetées trapézoïdales (2) pour l'axe Z, et doubles courroies pour les axes X et Y (Je m'inspire du principe de l'Ultimaker en la dopant un peu...).

Je doute que des vis, même à billes, puissent rivaliser avec un système de doubles courroies (et moteurs) pour chaque axe...

+ 1 . ce qui retourne la question : quelle vitesse maximale pour quelle investissement ?

Et la vitesse dépend aussi du type d'architecture : La Delta est la plus rapide actuellement, mais aussi la plus difficile à régler.

L'investissement ? Je suis actuellement sur un prévisionnel de 1000€ maxi, pour un modèle inspiré de l'Ultimaker en 460*300*300.

La vitesse maximale ? C'est justement la question que je pose depuis le début. Quelle est la vitesse maxi utilisable sur une Delta ?

[oscar2000]

Existe-t-il une limitation de vitesse d'impression liée au processus d'extrusion ?

à cette dernière question, je réponds : "j'en sais rien. d'autres répondront peut être."

je réfléchis à haute voix parce que ça me fait plaisir, n'y vois surtout pas une manière pour moi de te diriger...

tu maîtrises l'aspect mécanique, je ne parlerai donc pas des problèmes de position et de distance (mm), de vitesse (mm/s), d'accélération (mm/s2) et d'à-coup (mm/s3)...

bon, si on cherche à aller plus vite, il faut fondre plus de fil dans le même intervalle de temps, il faut donc plus de puissance de chauffe, plus de chaleur apportée, plus de watts... si pour imprimer à 200 mm/s il faut par exemple 300 watts de puissance de chauffe, il faudrait 600 watts pour imprimer à 400 mm/s... j'imagine que le pilotage de la chauffe qui varie entre 0 et 600 watts en 1 dixième de seconde est plus délicat que la variation entre 0 et 300 watts en 2 dixièmes de seconde... surtout au niveau du "réservoir thermique" que constitue la pièce chauffante, même quand la puissance de chauffe est coupée, celle ci reste chaude...

par ailleurs, si l'on veut imprimer à 300 ou 400 mm/s, j'imagine que c'est sur des grandes pièces, de l'ordre de 20 à 50 cm, pas sur des pièces de 2 à 3 cm, non ?

par exemple, sur une "grande petite" pièce de 40x10x5 cm3 (selon ton projet de développement), à 400 mm/s de vitesse de pointe, il faudrait environ 7 à 8 heures d'impression (taux de remplissage de 50 %)... juste pour fixer les idées. et avec une vitesse maxi de 200 mm/s, il faudrait de 14 à 16 heures...

avec la machine qui va vite, tu lances l'impression à 18 heures et tu rentres chez toi, l'impression se termine à 1 heure du matin.

avec la machine qui va moins vite, tu lances l'impression à 18 heures et tu rentres chez toi, l'impression se termine à 8 heures du matin.

d'un autre coté, avec ton projet, tu vas faire avancer la technique sur le sujet, alors ne t'attarde pas sur mes objections, fonce, tu as mes encouragements sincères.

[Murdock]

Bonjour à tous et meilleurs voeux pour cette nouvelle année,

Je trouve la question fort intéressante et bien que je n'ai pas de réponse absolument formelle, je me tiens la réflexion suivante.

En faisant abstraction des limitations de poids, des vibrations pour simplement se concentrer sur le dépôt de matière.

Nos buses ont un diamètres donné. (par exemple 0.4mm) avec le moteur pas à pas de l'extrudeur réglé cela nous donne un débit de matière de x mm cube par seconde. Bien maintenant mettons une buse plus petite sans modifier le réglage du moteur. Nous aurons un débit plus faible. Pour obtenir la même quantité de matière à un même endroit, deux solutions. La première rester plus longtemps a cet endroit, (donc ralentir l'impression) ou au augmenter la pression dans la buse en accélérant la vitesse de rotation du moteur de l'extrudeur. Cette dernière méthode va pour moi non seulement augmenter le débit de matière mais aussi la pression avec laquelle la matière sort de la buse.

Le problème c'est que poussé à outrance, (pour un cas purement théorique évidemment) ou se dit que l'on pourrait donc se retrouver avec une machine à découper au jet de PLA ou d'ABS de la même façon qu'il existe des machines à découper au jet d'eau !

Vous me direz il abuse le Murdock ! Il a trop fêté la nouvelle année

Non mais je suis d'accord c'est le cas extrême mais pour moi une règle est valable si elle reste constante jusqu'au bout et dans ce cas pour moi cela n'est pas valide.

Donc pour moi oui il y a bien une limite de vitesse (d'un point de vu théorique) au principe d'extrusion. Mais à mon avis cette limite est très très loin d'être atteinte.

[syl20]

Tout d'abord, meilleurs voeux à toutes et tous.

Ma réflexion sur la vitesse maximale d'impression est basée sur ma modeste expérience avec mon imprimante "constructeur".

Je pense que la vitesse maximale mécanique peut être très élevée en repoussant les notions d'inerties et en augmentant la précision et la vitesse de déplacement du ou des extrudeurs.

Ensuite outre le problème de débit et d'entrainement du filament évoqués plus haut, je pense que la vitesse maximale dépend vraiement de la surface et de la dimension de la pièce à imprimer car le filament doit d'une part avoir le temps de se déposer correctement, d'ailleurs la première couche se dépose plus lentement pour favoriser l'accroche sur le plateau ( encore plus flagrant avec un raft), ensuite le filament doit avoir le temps de refroidir avant d'être recouvert par la couche suivante.

Alors je ne sais pas en combien de mms le filament refroidi suffisamment pour être à l'état solide ou du moins "pateux", mais si la pièces est de grande dimension on peut se pemettre d'imprimer plus vite que sur une petite pièce.

Je ne si sais pas si il y a certains d'entre vous qui sont sur 3dhubs mais leur petite figurine test finie en spirale si on imprime pas lentement car le filament n'as pas le temps de refroidir.

Alors il doit exsiter une vitesse limite d'impression mais seule l'expérimentation peut la déterminer.

[Jeff06]

Merci pour ces réponses.

@ Oscar :

Pour ce qui est de travailler la nuit, ton argument est tout à fait valable, et correspond probablement parfaitement à ton activité.

j'avais d'ailleurs pensé à cette formule pour certains travaux.

Mais ce n'est pas la seule raison qui me pousse dans cette démarche.

Les problèmes seront bien sûr liés à l'extrudeur, et c'est vers eux que je vais me tourner pour obtenir ces renseignements...

@ Murdock :

Je pense aussi qu'il serait dommage de ne pas se pencher sur ce genre de problème.

Adapter son organisation de travail à la machine, comme le préconise Oscar, est bien sûr une partie de la solution, mais j'ai toujours préféré adapter la machine à la situation.

C'est d'ailleurs parce que beaucoup d'autres, dans l'histoire, ont fait de même que nous pouvons aujourd'hui imprimer des objets plutôt que les tailler dans la pierre !

Excellente, cette idée de découpe au jet de PLA ou d'ABS ! Peut-être même que certains filaments au carbone seraient plus abrasifs...

Très bonne analyse des différents paramètres de l'extrusion. Mais les machines "professionnelles" utilisent-elles des hotends spécifiques ?

Je comptais déjà passer à une buse de 0.6 ou 0.8 pour les grandes pièces.

@ Quick :

Je ne pense pas avoir de gros problèmes au niveau des courroies.

Chacune d'elle aura en charge une masse d'environ 100 à 150 grammes à déplacer, ce qui est très faible comparé à d'autres machines.

La conception du châssis a aussi été surdimensionnée. J'envisage même le collage en plus du vissage de certains éléments.

J'ai aussi une Prusa i3 et je comprends très bien ce que tu veux dire en parlant de vibrations.

Edit.

@ syl20

[...]

Ensuite outre le problème de débit et d'entrainement du filament évoqués plus haut, je pense que la vitesse maximale dépend vraiement de la surface et de la dimension de la pièce à imprimer car le filament doit d'une part avoir le temps de se déposer correctement, d'ailleurs la première couche se dépose plus lentement pour favoriser l'accroche sur le plateau ( encore plus flagrant avec un raft), ensuite le filament doit avoir le temps de refroidir avant d'être recouvert par la couche suivante.

Voilà ! Et ce sont justement ces paramètres qui me manquent...

Après, sur des pièces comportant de grandes zones et de plus petites, il sera peut-être possible de spécifier des paramètres différents au moment de la préparation de l'impression...

[maxencer]

Personnellement, j'ai commencé d'augmenter les vitesse pour voir jusqu'ou la machine pouvait aller.

1er probleme l'inertie du chariot x. Plus on a de vitesse, plus les acoups sont puissant , et plus la courroie se detend a chaque mouvement et risque de lâcher . donc ptete passé sur une visse a bille mais meme avec une vitesse max, on ira moins vite qu'avec une courroie. De plus il faut passer en bowden pour reduire le poids du chariot.

Le second probleme, cest la vitesse sur le y. Le heatbed secout tellement que si on imprime un gros objet, il finit toujours par se barrer a cause des vibrations. Pour cela je pense mettre la hotend sur X et Y, et le lit sur Z.

Pour le debit max d'extrusion, tout va dépendre du plastique, de la qualité, de la thermistance, de sa calibration, etc... Je pense qu'on pourrait donné une estimation mais quelque chose d'exact, moins sur.

[Jeff06]

et non justement les couroie ne vont pas suporter car quand sa balance droite gauche avec arriere les force sont plus forte

ensuite pense a la matiere sur le plateau qui rajoute du poids regarde sur ta prusa detend un peu une couroi lance une impression et tu verra que sa vas former comme des vague sur ta piece les couroies on aussi une usure un peu moindre avec la renforcer mais le resultat reste le meme .........

Non Quick.

Mon système mobile sera tellement allégé que l'inertie sera diminuée dans d'énormes proportions par rapport à une Prusai3, par exemple.

Il ne restera quasiment que l'extrudeur E3D-V6, son ventilateur, et une pièce support ultra-légère (plus le tube du Bowden, bien sûr !).

Soit beaucoup moins que l'ensemble d'extrusion d'une Prusa i3, et cela sera animé par 2 courroies (que je sur-dimensionnerai au besoin) et 2 moteurs.

Quant au poids de matière sur le plateau, il n'a AUCUNE incidence !

Essaie d'imaginer une machine où le plateau ne se déplace pas horizontalement (comme sur la Prusa) mais uniquement verticalement.

Il n'y aura aucune vitesse au niveau du plateau puisqu'il ne se déplacera qu'à chaque nouvelle couche.

Pour la qualité, il y aura effectivement un compromis entre résolution et vitesse.

[Jeff06]

Personnellement, j'ai commencé d'augmenter les vitesse pour voir jusqu'ou la machine pouvait aller.

1er probleme l'inertie du chariot x. Plus on a de vitesse, plus les acoups sont puissant , et plus la courroie se detend a chaque mouvement et risque de lâcher . donc ptete passé sur une visse a bille mais meme avec une vitesse max, on ira moins vite qu'avec une courroie. De plus il faut passer en bowden pour reduire le poids du chariot.

Le second probleme, cest la vitesse sur le y. Le heatbed secout tellement que si on imprime un gros objet, il finit toujours par se barrer a cause des vibrations. Pour cela je pense mettre la hotend sur X et Y, et le lit sur Z.

Pour le debit max d'extrusion, tout va dépendre du plastique, de la qualité, de la thermistance, de sa calibration, etc... Je pense qu'on pourrait donné une estimation mais quelque chose d'exact, moins sur.

Oui, tu as essayé ... sur une Prusa i3 !

Et je ne suis pas étonné des résultats obtenus...

Les "à-coups" sont proportionnels à la vitesse d'une part, et à l'inertie d'autre part. Et l'inertie est directement liée à la masse en mouvement.

Comme je viens de l'écrire à Quick, j'ai réduit drastiquement la masse des éléments mobiles, donc l'inertie, et donc les à-coups.

Pour l'axe Y, une nouvelle fois, il ne s'agira pas d'une Prusa i3, et le lit ne se déplacera que verticalement !

Dois-je répéter une nouvelle fois que l'alimentation en filament se fera par Bowden ?

Essayez de raisonner en imaginant une machine de style "Ultimaker améliorée", laissons les problèmes mécaniques de coté, et recentrons nous sur l'extrusion...

[syl20]

Est ce -que le fait de positionner un ventilateur en sortie d'extrudeur pourrait accelerer la vitesse de sechage et donc la vitesse d'impression théorique? il me semble qu'il y a ce type de montage sur des reprap. Mais il faudrait le positionner de manière judicieuse pour qu'il ne soit pas solidaire de l'extrudeur afin de préserver ton système à faible inertie.

Une autre piste peut être, la double extrusion pourraît être paramétrée pour imprimer un seul objet de "grande" surface avec moins d'amplitude de déplacement et donc plus rapidement..?

[Jeff06]

Le ventilateur est déjà prévu, puisqu'il est indispensable pour le PLA, je crois... Et probablement pour d'autres types de filaments.

Mais ce n'est pas cela qui pénalisera beaucoup le rapport "couple moteur/masse à déplacer".

La 2ème piste est intéressante, mais uniquement dans le cas de fabrication en double. J'envisage effectivement l'évolution vers un double extrudeur "classique", mais aussi la possibilité de les écarter pour les faire travailler en parallèle comme 2 machines 230*300*300.

[Jeff06]

Je reviens sur le choix de transmission, entre courroies ou vis...

concernant les couroi sa rezste du caoutchouc meme renforcer arriver une certaine vitesse les vibration vont commencer a ce ressentir sa ne pouras jamais remplacer un systeme de vis a bille

[...]

Pour un déplacement de 300mm/s (données maximum constructeurs trouvées), cela représente :

- Par courroie GT2, avec une roue de 20 dents : 40mm/tour -> 300/40 = 7.5 t/s, soit 450 tours/minute.

- Par vis au pas de 4mm : 4mm/tour -> 300/4 = 75 t/s, soit 4500 tours/minute.

Une vitesse de 4500 tours/minute n'est-elle pas très très élevée pour un moteur pas à pas ?

[Mr404notfound]

@Jeff06

Non.

Ta vitesse de rotation de n'est pas défini par ton Pas.

Si tu a un moteur pas à pas de 1400 tr/min max, l'arbre de sortie (ta vis) tournera a la même vitesse, il sont solidaire.

Cependant, ton moteur devra tourner plus avec un un vis écrou/bille qu'avec une courroie.

Mais suis d'accord avec toi, je ne pense pas que la vis à bille/écrou soit vraiment utile sur X/Y, mais par contre sur Z(plateau ou tête), elle a une véritable utilité, surtout si tu veut positionner le plus précisément tes couches ! Je m'explique:

Si tu a une vis au pas de 2mm, un moteur pas à pas de 400 pas, 400 Pas de ton moteur (1 tour) est qui vaut a un deplacment de 2mm.

Donc 1 pas (1/400 de tour, ou, 0.9°) est qui vaut a 0.005mm.. bien plus precis !

Bonus: Quand tu fait 1 tour, tu monte de 2mm, donc pour monter de 300mm, il te faut 150 tour (logique non ?). Bon, il te faudrait une vitesse de 9000 tr/min.. Mais quand on y pense, l'axe Z, pendant l'impression, ne se deplace seulement que de 0.06, 0.1,...ect, donc même si il ne se déplace pas à 300mm/s (50mm/s avec se moteur et cette vis), il ne bouge que sur de très petite distance. Tu peut faire varier le pas pour augmenter ou diminuer cette vitesse, ou partir sur des solution dite "pro" d'asservissement de moteur.

Sinon c'est un projet très intéressant !

Modifié (le) Janvier 9, 2017 par Mr404notfound
erreur

[Mr404notfound]

Des nouvelles sur le projet ?

[lolo57]

Tout est lié, chaque paramètre à son importance, mais de mon expérience ce qui compte le plus pour pouvoir augmenter la vitesse, c'est la qualité de la hotend, et aussi la qualité de tes driver de moteur. En passant sur une SKR mini, j'ai pu augmenter la vitesse de 50% sans perte de qualité.

Et un truc idiot, mais qui marche super bien, glisser 3 épaisseurs de revêtement de tennis de table 2mm sous les patins atténues les vibrations de façon vraiment efficace pour pas un sou, il suffit d'aller dans un club de tennis de table et demander des revêtements usés. Vous devriez trouver cela sans problème.

[n.boitte]

Bonjour,

il y as obligatoirement une limite de vitesse en impression 3d.

On parle tous de température du hotend mais la vraie valeur c'est la température de masse donc celle du plastique a la sortie de buse.

plus on cherchera a aller vite plus le matériel passera rapidement dans la zone de chauffe (la buse) c'est le temps de séjour dans cette zone qui détermine sa température en sortie.

la machine même si elle peu monter a 1000mm/s en mouvement sera obligatoirement bloqué par la capacité de l'extruder en débit (Ø de buse) et température en sortie.

il faut donc trouvé l'équation entre débit maximum de l'extruder et température du hotend qui permet de sortir le filament a la bonne température et comme je l'ai dit plus haut la zone de chauffe est réduite donc sera limitative.

En injection ce problème n'existe pas car la matière doit parcourir une distance égale a la longueur de vis pour arrivé au point de sortie, elle est donc préchauffer.

donc après c'est mathématique combien je dois extruder de matière si j'ai une vitesse de 300mm/s et déja on peu en déterminé le Ø de buse ect ect.