- autre - Taille des moteurs pour extrudeur Dual Drive avec engrenage de réduction

[ROQUE]

Bonjour,

Les extrudeur classiques (direct drive ou Bowden) sont mis en œuvre par un moteur pas a pas, qui est choisi (caractéristiques techniques) en fonction de la puissance qu'il doit produire (P=Couple*Vitesse de rotation) . Le couple étant directement lié au courant consommé  et la vitesse de rotation à la tension du moteur. Pour la vitesse de rotation (sur 1 pas) c'est la carte mère qui décide au travers du driver (tension continue à puissance constante). Pour le courant il est paramétré par driver au travers d'un ajustable (VRef) . Ce courant doit être réglé pour donner suffisamment de couple au moteur, pour éviter que les pas ne "sautent", avec un maximum lié à la surchauffe du moteur (idem réglage du courant court circuit que l'on règle sur les variateurs des moteurs continus). La tension maxi sur un moteur est liée à l'isolation des conducteurs (tenu en température) . Le courant créé le champs magnétique qui induit la force du déplacement (le couple).

Si maintenant on remplace notre extrudeur classique par un extrudeur dual Drive avec une réduction ayant un rapport d'engrenage interne de 3:1. (voir image) le courant nécessaire pour entrainer le moteur pas a pas, devrait être plus faible. On pourrait donc obtenir les même caractéristiques d'extrusion en baissant notre courant dans un rapport de 3:1. La vitesse d'un moteur stepper est inversement proportionnelle au courant appliqué (https://daycounter.com/Calculators/Stepper-Motor-Calculator.phtml), le moteur pourra donc tourner plus vite.

A ce moment là pourquoi ne pas prendre un moteur 3 fois moins puissant (2 fois en prenant en compte les pertes liées au rendement des engrenages et des bagues de roulement). L’intérêt de la question c'est que, si mon raisonnement est juste, pour un direct drive on peut monter un moteur beaucoup plus petit et donc plus léger si on a un extrudeur dual drive avec rapport de réduction que sur un extrudeur direct. L’intérêt d'un chariot X léger n'est pas à démontrer en terme de qualité d'impression.

Par exemple:

Si mon moteur de base est un NEMA 17 modele 17HS16-2004S-C4 (https://www.omc-stepperonline.com/fr/nema-17-moteur-pas-a-pas/nema-17-bipolaire-45ncm-64oz-in-2a-42x42x40mm-4-fils-avec-cable-de-1600mm-63-17hs16-2004s-c4?mfp=184-taille-du-cadre-mm[Nema 17 (42 x 42)]%2C149-angle-de-pas-deg[1.8]%2C24-nombre-de-cable[4])

Caractéristiques:

• Dimensions: 42x42x40mm
• Poids: 310g
• Nombre de phase: 2
• Voltage standard: 2,2 V
• Nombre de pas: 200
• Inductance/phase: 2,6 mH par phase
• Courant/phase: 1,8 A par phase

j'aurais comme caractéristiques mécanique:

Maximum Speed = 1.06(tours/sec)  & Maximum Power = 4.4 Watts

Si je prend pour un extrudeur dual drive avec réduction d'engrenage, un moteur NEMA17 modèle 17HS10-0704S(https://www.omc-stepperonline.com/fr/nema-17-moteur-pas-a-pas/nema-17-bipolaire-1-8deg-13ncm-18-4oz-in-0-7a-2-9v-42x42x25mm-4-fils-17hs10-0704s?mfp=184-taille-du-cadre-mm[Nema 17 (42 x 42)]%2C149-angle-de-pas-deg[1.8]%2C24-nombre-de-cable[4])

Caracteristiques: Dimensions: 42x42x25mm Poids: 180g Nombre de Phase: 2 Voltage standard: 2.94V Nombre de pas: 200 Inductance/phase: 5.5mH par phase Courant/phase: 0.7A par phase J'aurai comme caractéristiques mécanique: Maximum Speed = 1.91(tours/sec)  & Maximum Power = 2.06 Watts
Bilan: Gain de poids ==> 310 - 180 =130g (presque la moitié du poids) Couple de maintien similaire ==> 45Ncm (original) & 3x13 = 39Ncm (version réduction 3:1) Taille réduite ==>40mm (original) & 25mm (version réduction 3:1) Driver de Carte mère qui chauffent moins car moins de courant à délivrer. Nécessité d'acheter un moteur de plus

Parmi vous, est ce quelqu'un à essayé de réduire la taille du moteur d'extrusion en passant en dual drive avec rapport de réduction?

D'avance merci de votre retour sur le sujet.

Cordialement.

[Savate]

Il y a 10 heures, ROQUE a dit :

Parmi vous, est ce quelqu'un à essayé de réduire la taille du moteur d'extrusion en passant en dual drive avec rapport de réduction?

C'est ce qui est fait avec les extrudeurs de type Titan ou Bondtech qui ont une réduction de 3:1

Sur l'afterburner de a voron qui est à base de bondtech c'est un nema 17 pancake, sur le mini afterburner de la voron v 0.1 - à  base de bondtech aussi - c'est un nema 14 rond encore plus léger.

Sur le nouveau lgx lite c'est aussi un nema14

Normalement tous les extrudeurs avec une démultiplication ont un moteur plus petit, c'est fait pour en fait ...  

[Invité]

ce que je ne vois pas dans le calcul du poids, c'est celui du réducteur qui doit s'ajouter au systeme

ou alors c'est que j'ai raté un épisode

[Savate]

à l’instant, Patrick76 a dit :

ce que je ne vois pas dans le calcul du poids, c'est celui du réducteur qui doit s'ajouter au systeme

Dans la pratique même avec le poids du réducteur le gain de poids total est important  

[ROQUE]

Merci pour vos réponses.

Effectivement Patrick76 , je n'ai pas mis le poids du réducteur car on ne peut pas comparer les extrudeurs.

Est ce que l'extrudeur de base est en alu, en plastique?  est il équipé d'un radiateur ? ...

Idem pour l'extrudeur dual drive, il ne se valent pas en terme de poids.

C'est pour cela que je ne me suis intéressé qu'a la taille des moteurs.

Pour info, pour ceux qui ont migré leur extrudeur vers un dual drive déjà équipé d'un moteur (comme Savate nous le précise), ils y a tout intérêt à refaire un parcours réglage du Vref du driver. Le nouveau moteur étant moins gourmand en courant.

[fran6p]

A chaque changement / remplacement de moteur, la Vréf doit être ajustée pour correspondre aux caractéristiques du moteur (encore faut-il que le vendeur fournisse ces caractéristiques) mais chacun fait bien comme il veut.

J'ai changé il y a déjà quelques temps le système d'extrusion sur ma CR10V2 (passage du mode bowden en direct-drive) pour le MiniXtruder de hotends.fr ( @Fourmi), dommage qu'il soit indisponible.

Le moteur est un Nema14, l'extrudeur en lui-même est de type BMG double entrainement avec réduction. J'en suis très satisfait y compris son bec refroidisseur du filament maintenu par des magnets (par contre franchement «pénibles» à fixer, les magnets ) :

[Fourmi]

Hello @fran6p,

Disponible dans pas longtemps ! A peine remis ça part comme des chocolatines  (désolé j'suis du sud Ouest)

Pour le nema, on a mis un bon moteur avec 1.2 A, ça chauffe pas du tout et ça pousse tranquille.

Pour les magnets sur le fan duct, j'ai corrigé car le diametre du logement coté buse était trop large effectivement.

PS:je vois ta connectique en haut, j'en avais parlé mais pas encore réalisé et le systeme par vis ou push je trouve ça trés bien ,ça permet de changer rapidement des éléments, pas besoin de pince a sertir, de cosses ,ect .... 

[fran6p]

il y a 8 minutes, Fourmi a dit :

je vois ta connectique en haut, j'en avais parlé mais pas encore réalisé et le systeme par vis ou push je trouve ça trés bien

La connectique c'est un PCB que @Janpolantonavait mis au point et proposé en kit à l'époque :

 

C'est simple, pas forcément «esthétique» mais ça fait surtout le job. J'adore les systèmes KISS . On pourrait réduire en taille car seules les prises accueillant ma cartouche de chauffe voient passer une intensité un peu forte. Il faudrait que j'ajoute des ferrules sur les câbles mais tant que ça fonctionne, bah, je laisse.

Le PCB est dans une mini boite (avec deux magnets au-dessous), j'ai utilisé les deux trous sur le modèle STL de l'extrudeur pour y fixer une base (avec des magnets). les deux éléments sont ainsi fermement maintenus.

La seule «modification» que j'ai apportée au MiniXtruder c'est de peindre la base métallique (aluminium «brut») en rouge (peinture acrylique).

[Fourmi]

Ah oui les ferulles  sur les connecteurs a vis, le contact est bien meilleur je trouve 

Les 2 trous étaient déja dispo effectivement pour fixer une platine d'interconnexion.

j'vais regardé le systeme KISS je connais pas ( Ah, j'avais pas cliqué dessus :!!!!!!)

Merci

Modifié (le) Mars 30, 2022 par Fourmi