Structures fantôme dans les pièces d'avion

[Funboard29]

J'avais prévu ce sujet de longue date mais je fais beaucoup d'autres choses (je ne ferais pas l'injure aux travailleurs de jouer au retraité surbooké) et je ne voulais pas me lancer tant que je n'étais pas prêt.

Un sujet sur la K1 apportant plus de questions que de réponses je me décide.

Comment est conçue un avion en 3D en vue de l'impression ?

Voici l'aile gauche du P51 de 1,74 m d'envergure de chez 3DLabs, cette vue fait partie du pdf disponible librement ICI.

 

 

Pour être imprimable sur la plupart des imprimantes, il a fallu saucissonner l'aile.

Cet avion est vendu avec deux formats de fichier.

- Le .stl brut lisible par n'importe quel slicer.

- Le format 3mf sous Cura 4.8 pour une Prusa MK3 qui comprend à la fois le .stl, le profil de l'imprimante et les paramètres d'impression.

Les fichiers 3mf sont lisible avec PrusaSlicer 2.4 en reprenant tous les réglages grâce aux explications fournie mais ça ne marche pas.

Vous pensez immédiatement que, propriétaire d'une MK3 ça va être une promenade de santé. Pas vraiment.

Si vous utilisez Cura 4.8 tout va bien.

Mais comme il a fallu du temps pour la conception, lorsque l'avion a été mis en vente en septembre 2022 on était à la version 5.3.

Et là c'est le drame. On va utiliser la pièce W5L pour les explications.

Voici ce qu'on obtient en chargeant le 3mf dans Cura 5.4
 

Pour bien comprendre j'ai laissé en plein écran. On voit en haut à gauche que le 3mf a créé une imprimante Mk3 custo et des paramètres d'impression wing_lw-pla en 0.25.

Ne tenez pas compte des parties grisées hautes et basses des deux pièces gauche et droite, ce sont des zones qui créé des renforts avec des valeurs différentes des paramètres principaux.

Au passage, le concepteur a laissé generic ABS comme matériau, manque de rigueur, mais c'est pas gênant.

Pour rappel voici une structure classique d'avion grandeur :

Voici la structure interne de la pièce en mode radiographie sous Cura 5.4.

 

On voit le gros tube qui va servir à passer les câbles du feu de bout d'aile, les renforts de charnières d'aileron et les nervures en diagonale.

On voit immédiatement les différences avec une aile conventionnelle grandeur.

Mais le cahier des charges n'est pas le même.

Echelle 1/6.5

Aile : 1.74 m

Surface alaire 53.7 dm²

Charge alaire 90 g/dm²

Poids en vol 4.8 kg

Pour tenir ce poids donc cette charge il faut faire léger. Vous remarquerez sur l'éclaté de l'aile plus haut que l'on panache le PLA et le LW-PLA.

90g/dm²  pour 1.74 mètre d'envergure c'est déjà beaucoup. Il faut de l'entrainement car la vitesse d’atterrissage est assez élevée.

Revenons à notre structure interne.

Ces structures sont des éléments en contact avec la paroi mais n'en font pas partie.

Seule leur proximité et les réglages de l'extrusion leur permettent de s'intégrer à la structure générale par fusion de contact.

C'est là que ça se gâte. N'étant pour le slicer ni des support, ni du remplissage la plupart des logiciels ne savent pas gérer cela correctement.

On lance le slicer sans toucher aux réglages du fichier 3mf, voilà le résultat.

Ici on voit l'intégralité de la structure interne en noir et en rouge le résultat du tranchage que j'ai positionné à mi hauteur pour voir l'intérieur.

C'est vide à part les deux petits tubes de renfort  et le tube de passage du câble.

Que s'est-il passé ? mystère. Il faut savoir que chaque logiciel va réagir différemment et amputera plus ou moins la pièce.

Voila le résultat avec Simplify3D V5.1.2

 

 

On retrouve ici l'intégralité de la pièce avec sa structure interne complète. Je l'ai calé à la même hauteur que la vue sous Cura.

Transposer les paramètres de Cura vers S3D est une vraie gageure. 605 fonctions dans Cura, 150 environ dans S3D.

C'est très long sans compter les essais et le fait que l'on utilise du LW-PLA qui n'est pas facile à manier.

Mais ça fera l'objet d'un autre article que je prépare.

Sous Cura, après de longues heures de recherche pour que ce sujet ne soit pas vain, j'ai trouvé une solution qui sans être parfaite résoudra le problème.

 

C'est exactement la même vue de la même pièce plus haut avec les même réglages.

Sauf 1.

Dans Haut/bas --> Couche supérieures : 1 ( par défaut le fichier 3mf le met à 0)

Comment j'en suis arrivé là ? en essayant tout ce qui pouvait avoir un lointain rapport avec le problème.

Je ne rentre pas dans les détails car avec Cura il y a des fonctions redondantes et parfois contradictoire. Ca nous emmènerais trop loin.

Cette solution fonctionne bien mais dans certaines situations elle va obliger à enlever à la main la couche supérieure si elle gêne.

Pour les autres slicer je ne peux rien faire pour vous. Il me faudrait trop de temps pour trouver une solution à tous les cas, si elle existe.

Pour les mêmes raisons j'ai été obligé d'arrêter de me servir de Prusaslicer. je l'utilisais pour couper des stl en morceau, très pratique.

Mais il est affecté du même défaut, il sort des pièces vides.

On m'a demandé pourquoi j'avais acheté S3D à 200 euros alors qu'il y a des logiciels gratuit.

Gratuit oui mais dès que l'on sort des figurines on s'aperçoit très vite des limites.

Les algorithmes ne sont pas les mêmes, j'ai déjà montré ici les différences de résultat, c'est sans appel.

S3D aussi a eu ce problème de structure fantôme en passant à la version 5.0, ça a été réglé en quelques jours.

Je ne fais pas de pub pour S3D, le développeur n'a pas besoin de moi et j'ai payé mon logiciel au prix normal. C'est dit.

Pour finir je voulais parler d'une alternative à la structure interne en impression par couche, le mode vase.

Oui, moi aussi j'étais sceptique, mais ça marche.

Voici la partie avant du fuselage d'un Sukhoï 29 de 1,10 m d'envergure.

Nous sommes à mi-hauteur de la pièce sous S3D et on est bien en mode vase.

 

 

Les connaisseurs apprécierons le travail du concepteur. En plus il le met en accès libre ICI.

Je m'arrête, je suis trop long, ça va lasser. J'espère avoir commis le moins d'erreurs possible.

Vous pouvez poser des questions auxquelles j'essaierai de répondre.

 

Modifié (le) Septembre 13, 2023 par Funboard29

[Motard Geek]

Si un jour je me lance enfin dans la construction de l'aile dont j'ai payé les fichiers depuis plusieurs mois déjà, peut-être que j'utiliserai enfin ma licence S3D  Merci pour le partage instructif en tout cas !

[KpDp_3D]

Merci pour les explications @Funboard29. Beau boulot pour présenter le sujet.

Peut être que parce que je n'utilise que Cura (suis encore en 5.1.0) cela ne me parait pas idiot qu'il y ait besoin d'une couche supérieure. J'ai l'impression que Cura à besoin de volumes.

[Funboard29]

Merci @KpDp_3D.

Un conseil, ne fait pas la mise à jour de Cura si le fonctionnement te convient. Tu risques de perdre plus qu'un gain hypothétique.

Reste que ma combine est bancale, même si apparemment elle règle le problème.

Je pense qu'à terme l'avenir de l'impression des modèles réduit d'avion passe par le mode vase.

Une fois maitrisé la technique de conception on peut utiliser n'importe quel slicer sans profil spécial.

 

[Hedd]

super sujet bien détaillé

  Le 13/09/2023 at 15:59, Funboard29 a dit :

Ces structures sont des éléments en contact avec la paroi mais n'en font pas partie.

Seule leur proximité et les réglages de l'extrusion leur permettent de s'intégrer à la structure générale par fusion de contact.

 

 

Dérouler  

cette petite phrase me fait pensé a un truc, je modélise en ce moment mon Imoca, les capots et le mat sont conçu pour être imprimé en mode vase en PLA LW, et j'utilise cette technique pour faire fusionné des paroie ensemble alors que sur mon modèle 3D elle ne se touche pas.

j'ai eu le soucis sous Bambustudio (dérivé de Prusaslicer si je dit pas de bêtise) de parois interne qui disparaissais, de la même manière que toi. le soucis venais des jeux que laissais au différent endroit.

par exemple :

sur le profil du mat, pour que le mode vase fonctionne bien et me laisse le cercle central, qui sert a inséré le tube en carbone du mat, j'ai du, sur la partit haute, créé une fente et sur a partit basse j'ai une épaisseur plus important.

j'ai du tâtonné un peu pour trouvé les bonnes dimensions de cette fente et de cette surépaisseur, si la fente ou la surépaisseur sont trop fin, le tube disparais dans le slicer, si au contraire trop épais, je n'ai plus de fusion de contact.

je n'ai pas essayé sur tout les slicers, mais peu être les différent slicer ne se comporte pas de la même manière suivant le "jeu" laisser dans la modélisation, si le designer des avions de 3Dlab conçois les avions en testant ses pièces dans S3D, peu être que cura et compagnie interprète mal la pièce car les jeu ne sont pas les bon pour eux?

 

 

Modifié (le) Septembre 18, 2023 par Hedd

[Funboard29]

  Le 18/09/2023 at 20:14, Hedd a dit :

je n'ai pas essayé sur tout les slicers, mais peu être les différent slicer ne se comporte pas de la même manière suivant le "jeu" laisser dans la modélisation

Dérouler  

Ce n'est qu'un soupçon mais au vue de tous mes essais je pense que tous les slicers open source ont le même algorithme.

On retrouve chez tous les même défauts, c'est beaucoup pour n'être qu'un simple hasard.

  Le 18/09/2023 at 20:14, Hedd a dit :

si le designer des avions de 3Dlab conçois les avions en testant ses pièces dans S3D, peu être que cura et compagnie interprète mal la pièce car les jeu ne sont pas les bon pour eux?

Dérouler  

Chez 3Dlabs il y a plusieurs créateurs, tous n'utilisent pas la même technique ni le même slicer.

S3D utilise un algorithme original très différent des autres. Ca se voit rien qu'à la vitesse à laquelle le slicer travail, c'est beaucoup plus rapide.

De plus il traite les éléments interne et les parois comme un tout. Alors que les autres traitent l'intérieur comme du remplissage.

Je ne suis pas sûr pour ton hypothèse des jeux. Je ne suis pas assez pointu en conception.

Ce que je sais c'est que sur ton mat, sans la "fissure" tu ne peux l'imprimer en mode vase. C'est normal que le tube disparaissent dans le slicer.

Regarde sur ma dernière illustration en bleu comment les deux petits tubes sont formés.

[lariflette77]

bonjour, Après avoir essayer plusieurs slicers, je suis venu au même constat dans les différences de fonctionnement. J'ai pris la licence S3D malgré son prix  l'investissement en vaut la peine.