Un moyen facile de lisser le PLA sans ponçage

Le principal problème avec les impressions 3D reste que l’on distingue toujours un peu des stries représentant chaque couche d’impression. Ce qui n’est généralement pas trop un problème pour des pièces purement fonctionnelles, le devient quand on réalise des pièces décoratives en PLA.

Contrairement à l’ABS, pour lequel la solution la plus efficace reste une exposition à l’acétone comme présentée sur la photo ci-dessous reste la plus simple,  il n’existe pas de solution miracle pour le PLA.

traitement à la vapeur d’acétone avant/après

Il existe de nombreux tuto sur le web qui proposent des solutions, allant du ponçage (qui reste une solution qui marche, mais qui est très fastidieuse), à l’application de résine (solution assez couteuse, qui demande beaucoup de soin et cause généralement la perte des détails).

Une autre solution proposée mettait en œuvre l’application d’un primaire en bombe permettant de combler les stries. Mais il fallait quand même effectuer ensuite un ponçage avant peinture.

Un nouveau procédé semble gagner du terrain. Il s’agit d’appliquer en même temps un spray polyuréthane transparent à séchage rapide et n’importe quelle bombe de peinture en aérosol prévue pour le plastique.

Pré-requis

Vous avez besoin :

  • d’un modèle imprimé présentant des stries,
  • une bombe de polyuréthane transparent si possible en finition satin,
  • une bombe de peinture (dans l’idée de la couleur dominante du modèle)

Mode opératoire

Le mode opératoire à respecter est le suivant :

  • Nettoyez d’abord le modèle de toute poussière afin de ne pas générer de défaut,
  • Vaporisez sur le modèle la peinture en aérosol, de la couleur choisie,
  • Pulvérisez par dessus avant séchage une couche de polyuréthane transparent.
  • Placez-le ensuite la pièce sous un ventilateur pour faire sécher plus rapidement et éviter toute goutte ou coulure.

La peinture et le polyuréthane vont ainsi se mélanger et remplir les
couches, trous et défauts imprimés. A noter que plus vous appliquerez des couches fines, plus le résultat sera concluant.
Le processus peut-être répété plusieurs fois si le résultat n’est pas suffisamment bon. Dans ce cas, il est impératif de bien respecter un temps de séchage entre les cycles (une vingtaine de minutes semble la bonne moyenne).

Le modèle avant traitement
Application de la couche polyuréthane
Application de la couche peinture

Phase de séchage

Le modèle après traitement

Le principal intérêt de cette méthode est qu’elle ne nécessite pas de phase de ponçage, et qu’elle ne met pas en œuvre de produits chimiques à préparer et à manipuler avec précaution (sauf à considérer la peinture en bombe comme chimique). Ici, il suffira de disposer d’un local bien aéré.

Uns solution à priori efficace pour un coût modique.

Mintion Beagle Print

Il existe depuis plusieurs années diverses solutions permettant de piloter son imprimante 3D à distance. Le plus répandu est aujourd’hui OctoPrint.

OctoPrint est une solution open-source et gratuite, basée sur une Raspberry Pi, à l’aide de l’image OctoPi. Une fois le boitier connecté à votre imprimante, celle-ci est pilotable à distance, au travers d’un simple navigateur Web.
La distribution est compatible avec une caméra Raspberry, ce qui permet d’avoir une vision temps réel de l’impression, et aussi de créer des vidéos.

La principale difficulté de cette solution est qu’il faut disposer d’un minimum de connaissances techniques pour la mettre en oeuvre ( programmation de la Raspberry, câblage de la caméra, connexion à l’imprimante, au réseau, paramétrage éventuel). C’est par contre une solution évolutive, portée par une communauté active.

J’ai découvert une solution alternative plus simple à mettre en oeuvre, avec une approche différente basée sur une caméra web, capable de piloter une imprimante : la Mintion Beagleprint Camera !

Même si elle a un petit air canin, cette caméra risque d’en séduire plus d’un de part ses caractéristiques :

  • connexion par wifi avec accès par navigateur Web
  • résolution 1080p en 25 images/seconde
  • enregistrement programmable sur carte SD
  • mode vidéos timelapse d’impressions
  • accès aux commandes principales de l’imprimante

Surveillance de votre imprimante

Comme indiqué sur le site Beagleprint, l’appareil photo tire son nom du Beagle, une race de chien réputée pour être un excellent chien de garde.
C’est la fonction première de cet équipement. Une fois connecté à votre imprimante, vous allez pouvoir surveiller votre impression (température de la buse et du plateau, pourcentage d’avancement, ventilateur, etc) à distance depuis votre navigateur internet ou depuis une application de téléphone portable, sans aucun matériel supplémentaire.
Pouvoir intervenir et arrêter par exemple une impression qui a échoué est une puissante incitation à utiliser ce type d’équipement.

Créer un timelapse

Autre fonctionnalité : créer une vidéo timelapse de votre impression, comme on le voit sur certains sites.

Le système étant capable de piloter l’imprimante, il va être possible, périodiquement, de mettre l’impression en pause e dégageant la tête, de prendre une photo, et de relancer l’impression. On obtient alors une vidéo montrant la progression de l’impression.

Attention : ceci rallonge très lourdement le temps d’impression. C’est bien pour une démo, mais à utiliser avec parcimonie.

En conclusion

Un système “clé en main” avec ses plus et ses moins que je liste ci-dessus, d’après ma propre expérience bien entendu.

Les plus

  • faible prix
  • système clé en main directement intraçable avec votre matériel,
  • accès simple depuis un navigateur web ou une appli dédiée Smartphone,
  • surveillance temps réel permettant de contrôler l’imprimante à distance,
  • possibilité de faire des vidéos timeline,
  • extension existante pour une utilisation avec les imprimantes à résine.

Les moins

  • pas de réelle liste des imprimantes compatibles sur le site du fabriquant. Leur réponse à ma question : il faut essayer,
  • perte de “fonctionnalités avancées de l’imprimante” : il n’y a plus de détection de fin de filament ou de possibilité de reprise après coupure secteur, si votre imprimante dispose de ces fonctions,
  • pas de possibilité de reprendre la main depuis l’écran de l’imprimante en cours d’impression.

 

 

Et si nous imprimions “Vert”

Attention : Une fois n’est pas coutume, je vais peut-être faire de la publicité !

Je me suis interrogé sur le coût “électrique” de mes 2 imprimantes, de ma graveuse Laser et de ma petite CNC. Et dans un contexte où le prix de l’électricité est de plus en plus élevé, je me suis demandé s’il ne serait pas intéressant de produire ma propre énergie.

D’abord un constat : en me renseignant auprès de proches – famille, amis, voisins – qui ont fait installer des panneaux solaires sur leur toit, le bilan est plutôt négatif, avec en particulier :

  • des problèmes liés à l’installation elle-même (non conforme à l’esthétique annoncée, problèmes de fuite dans le toit),
  • des rendements plus faibles que ce qui était annoncé,
  • un prix de rachat de l’énergie produite en dessous de ce qui était annoncé.

Ces 2 derniers points rendent un amortissement de l’équipement quasi-impossible, les panneaux ayant certainement rendus l’âme avant.

Soyons honnête : il y en a quand même quelques uns qui sont content !

Pour ma part, je n’ai pas les moyens d’investir plusieurs dizaines de milliers d’euros, et encore moins l’envie de défigurer ma belle toiture en ardoises véritables . J’ai donc décidé de regarder de plus près une solution qui se démocratise : la production en autoconsommation.

Le but est ici non pas de “produire pour revendre”, mais simplement de “produire pour soi”.

Quel que soit le fournisseur de ce type de solution, il y a des avantages et des inconvénients par rapport à une “grosse” installation. Ci-dessous ce que j’ai pu identifier :

Avantages :

  • coût d’achat très abordable,
  • installation à faire soi-même sans modification de son réseau électrique,
  • très peu de démarches administrative

Inconvénients :

  • puissance limitée,
  • nécessité de disposer d’une prise électrique à proximité,
  • nécessité de dispose d’un réseau wifi proche,
  • pas de stockage de l’énergie produite

Dans mon cas, les inconvénients ne sont pas réellement problématiques : j’ai une prise et un réseau wifi et je cherche juste à équilibrer ma consommation “impression”.

Le plus dur sera de choisir parmi l’offre très nombreuse de ce type de solution. Principaux critères pour moi : la disponibilité rapide du matériel, la proximité du fournisseur, sa réputation. Comme j’ai un peu de place sur le toit de mon petit atelier, j’opte pour l’achat de 2 kits, pour une puissance totale (sur le papier) de 840 Wh.

A la base, ces panneaux sont prévus soit pour être posé au sol ou sur un toit plat, soit fixés sur un mur. Voulant les installer sur un toit légèrement incliné, je pars sur une solution custom, qui va me prendre un certain temps en impression de pièces en PETG (au passage, un filament qui s’imprime bien plus facilement que de l’ABS, avec pratiquement les mêmes caractéristiques).

Le résultat en photo :

Côté branchements, il suffit de connecter les panneaux les uns entre les autres, par bloc de 4 aux 2 onduleurs fournis (avec ma configuration), de relier le tout au module de communication, lui-même relié au secteur par une simple prise.

Il reste à effectuer le paramétrage réseau depuis une application dédié sur smartphone et la production peut démarrer.

Et cela fonctionne …

… même si décembre n’est pas un mois idéal pour installer et tester ce type d’équipement : c’est gris, il pleut, le soleil n’est pas vraiment au rendez-vous et les jours sont courts.

Difficile donc d’estimer le résultat.

J’ai donc réussi à écrire ce petit article, sans faire de publicité, car chacun doit rester maître de ses choix (même la photo de l’installation est suffisamment lointaine pour ne pas reconnaitre les panneaux en vogue en ce moment).

Par contre, je peux dès maintenant vous faire bénéficier d’une offre parrainage vous donnant droit à 15% de réduction sur cette marque.
Si cela vous intéresse,   merci de me laisser un petit message au travers de mon formulaire de contact.

C’est tout pour le moment !!!

 

 

Pause programmée dans une impression

On peut être amené à vouloir programmer une pause dans son impression, au moins pour 2 raisons :

  • pour effectuer un changement de filament,
  • pour ajouter une pièce “interne” (un aimant, un écrou par exemple).

Le standard GCode a prévu ces fonctionnalités, au travers des codes M600 et M601. Malheureusement, très peu d’imprimantes prennent en compte correctement ces commandes.

“MultiGCode” est un outil qui permet d’offrir une solution de contournement, mais uniquement pour les fichiers issus de Cura. Le principe de cet outil est simple : une fois le fichier chargé, on indique les couches souhaitées pour la mise en place d’un changement. L’outil découpe le fichier initial en n fichiers, qu’il suffira de lancer les uns après les autres. Chaque impression se termine par un déplacement de la tête, tout en conservant les consignes de température, ce qui permet de changer le filament par exemple.
Cet outil est disponible en ligne (Google est votre ami).

Pour ma part, plutôt adepte de PrusaSlicer, regardons ce qu’il est possible de faire pour arriver à un résultat similaire à MultiGCode.

Prenons comme exemple un cube de 10 x 10 x 10 mm, découpé dans PrusaSlicer.

Une fois cette opération effectuée, il est possible de sélectionner une couche spécifique, grâce à la règle. Il voit alors un signe “+” qui va permettre d’effectuer par défaut plusieurs opérations.

Exemple ici sur la couche 15. Si j’effectue un simple clic gauche, PrusaSlicer va insérer le code M600 dans le fichier au niveau de la couche 15. Cette opération peut être répétée autant de fois que nécessaire.

A ce stade, je dispose d’un fichier gcode qui va contenir 3 occurrences M600.

Ces 3 codes M600 vont me servir de point de référence pour “couper” le fichier initial et générer 4 fichiers, qui devront respecter les points suivants :

  • mémoriser la hauteur de fin de la première impression afin de la reprendre en début d’impression suivante,
  • conserver les paramètres de température de l’extrudeur et du lit,
  • permettre un dégagement de la tête afin de procéder aux opérations souhaitées (changement de filament, insertion d’un élément).

L’idée est maintenant de découper le fichier à chaque fois que je rencontre ce fameux code “M600”, en réalisant les opérations suivantes :

a) création du premier fichier avec toutes les lignes “avant le M600” et ajout en fin de ce fichier des commandes pour relever la tête d’impression et la placer en position de dégagement. On arrête le ventilateur mais on conserve les températures de l’extrudeur et du plateau (afin d’éviter le décollage de la pièce),
b) création d’un nouveau fichier qui va commencer par repositionner la tête à la dernière position d’impression, et ajout de toutes les lignes jusqu’à la prochaine occurrence de M600.

On répètera cette opération jusqu’à la fin du fichier.

Pour réaliser cette opération, j’ai commencé à travailler sur un petit outil disponible ici.  Il s’agit pour le moment d’une version très “basique” (v0.6) que j’ai testée sur une Anycubic Kobra 2, avec une pièce très simple (une médaille avec une écriture en relief).

Lors de vos impressions, je vous conseille donc de rester prudent et de bien surveiller le déroulement. Je vous encourage aussi à me contacter pour me faire part de vos remarques et constats.

Note importante :

Pour que l’outil fonctionne correctement, il faut à minima que :

  •  le fichier soit slicé en mode Absolu (et non en mode relatif)
  • il ne doit pas y avoir de commandes spéciales insérées entre couches

Ces éléments sont à paramétrer dans la configuration du slicer.

 

 

Filaments et Humidité

L’humidité est l’ennemi numéro un de vos filaments !

Et donc de vos impressions …

Tous les filaments sont hygroscopiques, c’est à dire qu’ils vont avoir la fâcheuse tendance à emmagasiner l’humidité qui les entoure.

Et les conséquences pour vos impressions peuvent être multiples :

  • des filaments cassants à la manipulation,
  • des mini explosions pendant l’extrusion, qui vont générer des mini-cratères sur l’impression,
  • des problèmes d’adhérences entre les couches,
  • une résistance mécanique affaiblie.

Si vous constatez l’un de ces phénomènes, alors votre filament a pris l’humidité. Et il suffit parfois d’une seule nuit à l’air libre pour que cela se produise (si comme moi, vous ne rangez pas immédiatement votre filament dans une boite hermétique entre chaque utilisation). Il est alors relativement urgent d’agir, car quand un filament reste trop longtemps humide, il devient cassant et totalement inutilisable.

Ci-dessous donc 3 méthodes utilisables, pour tenter d’avoir un filament le plus sec possible (l’idéal restant bien entendu de pouvoir “prévenir” plutôt que “guérir).

Méthode 1 : le séchoir à filament

C’est pour moi la méthode la plus fiable, car elle est appliquée “en live” pendant le processus d’impression. Le principe est simple : la bobine est positionnée à l’intérieur d’un dévidoir, lui-même chauffant, à une température contrôlée. On a ici la garantie que, même si l’impression dure 20 heures, le filament restera sans humidité.

Vous en trouverez dans une fourchette de prix de 45 à 80 euros, selon les options choisies.

 

 

 

 

Méthode 2 : Le four

Méthode du pauvre, pour tenter de récupérer une bobine ayant vraiment pris l’humidité.

Il suffit de mettre la bobine dans le four que tout le monde possède dans sa cuisine, en veillant bien à respecter les températures limites (en dessous de la température de transition vitreuse de filament, sous peine de récupérer un gros tas de plastique fondu). Il faudra tout de même laisser l’ensemble entre 4 et 6 heures pour garantir un séchage complet.

Les températures idéales les plus courantes sont :

  • pour le PLA : entre 40 et 45 °C,
  • pour l’ABS : environ 80°C,
  • pour le Nylon : environ 80°C.

Attention : Il faudra bien attendre la fin de préchauffage avant de mettre la bobine au four, car beaucoup de four ont tendance à monter au dessus de la température programmée pendant cette phase.

Il faudra aussi bien prendre en compte que certains filaments – l’ABS par exemple – ont tendance à dégager des odeurs désagréable lorsqu’ils sont chauffés. Pas idéal si vous devez faire ensuite rôtir le poulet du dimanche. Il faudra donc bien aérer le four après son utilisation.

A noter aussi que cette solution offre un séchage à l’instant t. Il faudra ensuite stocker le filament dans de bonnes conditions si vous ne voulez pas que celui-ci reprenne l’humidité.

Méthode 3 : la déshydratation alimentaire

C’est aussi un appareil que l’on trouve dans certains foyers, utilisé à la base pour sécher les aliments (fruits ou viandes) avant congélation par exemple. Il fonctionne à des températures plus basses qu’un four et peut donc maintenir une bobine de filament à une température plus stable (mais peut-être aussi trop basse pour une efficacité suffisante). Le seul avantage est que ce type de produit s’achète facilement en ligne à des prix très abordables, et qu’ils ont généralement la capacité d’accueillir une bobine de filament. On trouve aussi beaucoup de tutos d’adaptation.

Pour moi, le séchoir à filament reste néanmoins la solution la plus fiable dans le temps, sas avoir à se poser trop de questions : je sors ma bobine de son emballage d’origine, je la positionne dans le séchoir réglé à la bonne température, et je lance l’impression !

 

Configuration des slicers / trancheurs

Retour

S’il devait y avoir une règle à adopter pour tirer le meilleur parti de son
imprimante 3D, ce serait de toujours utiliser un profil adapté à son imprimante 3D et au filament utilisé.

Quand on utilise le trancheur propriétaire de la marque, pas
de problème. Il est censé être correctement configuré. Mais quand on décide d’utiliser un autre slicer, les interrogations commencent : “comment bien le paramétrer ?”, “où trouver le paramétrage idéal ? “, “comment l’implémenter dans le logiciel ? “.

2 cas (et seulement 2) vont se présenter à vous :
– soit un profil pour votre imprimante existe sur le site officiel du fabriquant
de l’imprimante ou sur celui du trancheur, et ce profil est théoriquement
optimisé,
– soit il n’existe pas à l’instant présent (car votre imprimante est trop récente ou trop peu répandue.

Dans le premier cas, ce guide va (tenter) de vous fournir les indications pour
télécharger et importer dans le trancheur les paramètres idéaux.
Et dans le second cas … vous pourrez vous appuyer sur le guide pour « adapter
au mieux » les paramètres principaux.

Possédant une Anycubic Kobra 2, modèle relativement récent, j’utiliserais ce
modèle comme exemple dans la suite de ce guide.

Configuration de Ultimaker Cura

Etape 1 : Dans le meilleur des cas

La première action incontournable est de vérifier si votre imprimante est nativement connue de ce trancheur.

Accéder à la fenêtre de gestion des imprimantes (Préférence > Configurer Cura > Imprimantes > Ajouter un nouveau > Imprimante d’une autre marque > Ajouter une imprimante hors réseau).

Vous arrivez alors sur un écran listant les différents modèles par marque.

Pas de chance pour moi : mon modèle Kobra 2 n’est pas disponible nativement. Je vais devoir passer à l’étape 2

Etape 2 : Recherche des profils

Il va maintenant falloir chercher du côté du fabriquant de l’imprimante s’il a prévu des fichiers de configuration spécifique pour ce trancheur.

Simple recherche sur le net avec des mots clés tels que paramètre cura kobra 2,  et je tombe directement sur le site de l’éditeur :

Il me suffit donc de télécharger les profils proposés.

Etape 3 : Ajout de l’imprimante

Le mode opératoire est le suivant :

  1. Sélectionnez le modèle d’imprimante actuel dans le coin supérieur gauche de la page principale de Cura. Cliquez sur “Ajouter une imprimante”. Dans la fenêtre contextuelle d’ajout d’une imprimante, sélectionnez « Ajouter une imprimante non réseau ».
  2. Dans la sélection déroulante, recherchez « Personnalisé » (ou Custom) et développez l’option, qui sélectionnera automatiquement la première option dans la liste déroulante. Après avoir sélectionné “Imprimante FFF personnalisée”, remplacez le nom de l’imprimante par “Anycubic Kobra 2” sur le côté droit, puis cliquez sur “Ajouter”.
  3. Une fois ajouté, commencez à configurer les paramètres de l’imprimante. Changer le X (largeur) à “222 mm”, la valeur Y (profondeur) à “222 mm”, la valeur Z (hauteur) à « 250 mm », et cocher « Lit chauffé » .
    Passez ensuite à “Extrudeuse 1”. Changez la valeur du diamètre du matériau à «1,75 mm» et cliquez sur “Suivant”. Vous avez avec succès
    ajouté Anycubic Kobra 2 à Cura et terminé la configuration de base.
    (Bien évidemment, les paramètres ici sont à adapter aux caractéristiques de votre imprimante)

Etape 4 : Importation des profils

  1. Une fois votre imprimante sélectionnée, cliquez sur « Gérer les imprimantes ».
    Dans les paramètres Préférences, sélectionnez  « Profils »  et cliquez sur le bouton “Importer”. Sélectionner le fichier précédemment téléchargé à l’étape 2.
  2. Répéter l’opération pour chacun des profils  disponibles. Une fois ces opérations, vous devriez arriver à un écran de ce genre :
  3. Il ne restera plus qu’à utiliser ces nouveaux profils.

Configuration de prusaslicer

Le mode opératoire sera exactement le même avec prusaslicer :

  1. vérifier si l’imprimante est nativement connue
  2. si non, trouver les fichiers de profils
  3. les installer
    Avec prusaslicer, cela se passe par les menus : Fichier > Importer > Importer le lot de Configuration.

 

Buse bouchée

Comme avec une imprimante “papier”, il arrive de se retrouver avec une buse totalement, ou partiellement bouchée.
A partir de ce moment là, il devient impossible de correctement imprimer une pièce.

Les causes principales

Les causes peuvent être nombreuses et variées, et la liste ci-dessous n’est pas exhaustive :

    • une température trop faible
      Si la température est trop basse, le fil 3D ne fondra pas dans sa totalité et l’extrudeur va avoir tendance à ronger le filament, générant des corps étrangers qui vont se déposer dans la buse et progressivement la boucher.
      Le problème risque aussi de se poser lorsqu’e l’on change de type de filament (exemple imprimer du PLA après de l’ABS). Le PLA ayant une température de fusion inférieure à celle de l’ABS, s’il reste des déchets d’ABS, ils ne fondront pas et bloqueront la buse.
    • un corps étranger dans la buse
      En dehors des déchets de filament, des corps étrangers peuvent aussi se retrouver dans la buse. De la poussière, des poils peuvent se retrouver sur la surface du filament et se retrouver emporter avec lui. Ces corps étrangers ne vont pas “fondre” et peuvent provoquer un bouchage partiel, qui rendra le passage du filament plus difficile. Dans ce cas, la pression dans la tête augmente, l’extrudeur ne peux plus entrainer correctement le filament et le ronge, générant alors de nouvelles particules indésirables.
      On pourra aussi retrouver le problème avec des filaments de mauvaise qualité, contenant eux-mêmes des impuretés.
    • une buse trop proche ou trop lointaine du plateau en début d’impression
      si la buse est trop proche de ce plateau, le filament 3D fondu ne pourra pas sortir de la buse. Votre extrudeur risque alors de gratter le fil et générer des poussières pouvant boucher la buse.De la même manières, si la buse est trop loin du plateau, le filament ne va pas accrocher à votre plateau. Il risque alors de rester dans un premier temps accroché à la buse, formant en se refroidissant un bouchon extérieur.

On va aussi pouvoir trouver des causes beaucoup plus “techniques” liées à la constitution de la tête d’impression elle-même.

Schématiquement, une tête est constituée de la manière suivante :

Le filament, guidé par le tube PTFE, traverse d’abord un radiateur, chargé de refroidir la zone supérieure. Le radiateur est relié au corps de chauffe par un composant spécifique : le HeatBreak. Cette pièce a pour objectif de faire “barrière” à la chaleur générée par le corps de chauffe, afin que celle-ci reste concentrée sur la buse.
En dehors des fuites potentielles (j’y reviendrais plus tard), la conception même du système fait que, si du filament se trouve à durcir dans le HeatBreak, il y aura bouchage systématique.

L’exemple le plus courant est celui de la panne de courant. Le ventilateur présent sur le radiateur s’éteint. Le corps de chauffe mettant plusieurs minutes à se refroidir, le filament va commencer à fondre dans la zone du radiateur (partie haute de HeatBreak).
Au redémarrage, cette zone refroidie fait obstacle. Plus rien ne sort.

Je parle de panne de courant pour être politiquement correct. Mais c’est le même phénomène lorsque l’utilisateur coupe son imprimante immédiatement à la fin d’une impression, sans laisser à la buse le temps de refroidir, avec le ventilateur en fonctionnement…

Les solutions pour éviter les bouchages

En plus de 10 ans d’impressions, je n’ai rencontré que 3 fois un bouchage de buse. Autant dire qu’il est possible d’éviter cette situation, par quelques habitudes simples :

    • éviter les filaments “trop” bon marché, car il y a de forte chances d’avoir des problèmes,
    • éviter de laisser trainer ses bobines à l’air libre (en plus des poussières, on évitera les problèmes d’humidité, mais cela fera l’objet d’un autre article),
    • bien respecter l’arrêt complet de sa machine. Il est conseiller d’attendre que la température de la tête soir au-dessous de 50° C avant d’éteindre et de couper la ventilation de tête,
    • et pour les puristes, on peut même imaginer retirer le filament encore chaud (au-dessus de 90°c) après la dernière impression, si l’on sait que la machine sera inactive pendant un certain temps.

Et si c’est bouché ?

La première chose à faire est d’identifier la zone “bouchée” : au niveau du tube PFTE si imprimante Bowden, au niveau de la buse, du corps de chauffe, du heat break.
Le mode opératoire va globalement rester le même.

 Dans le cas d’une imprimante Bowden

On va commencer par désolidariser le tube de la tête.
Vérifier alors si le filament peut se déplacer facilement dans le tube en actionnant l’extrudeur, ou manuellement en débrayant ce dernier. Le filament doit pouvoir se déplacer librement sans point dur.
Si tel n’est pas le cas, rechercher la cause. Un tube PFTE peut aussi naturellement s’user, en fonction de la nature des filaments utilisés. IL peut-être nécessaire de le remplacer.

Si le problème est identifié au niveau du corps de chauffe ou de la buse

La première solution va consister à essayer de retirer le bouchon par fusion avec un morceau de filament. Le mode opératoire est assez simple :

    • on commence par chauffer la tête vers 230 ° C (pour du PLA)
    • on insère manuellement un morceau de filament au plus profond de la tête, en débrayant l’extrudeur (car il faut réussir à faire la jonction avec le “bouchon”)
    • on arrête le chauffage de la tête
    • lorsque la température est redescendue entre 80 et 90 °C, on tire sur le filament. L’objectif est de retirer le bouchon qui normalement est maintenant collé au filament

Dans le meilleur des cas, cette opération suffit à retirer la matière faisant obstacle

Si l’opération précédente ne donne pas de résultat

Il est alors possible que seule la buse soit bouchée. La solution la plus simple consiste à introduire une aiguille calibrée spécialement prévue à cet effet pour chasser la matière présente. Cette opération doit se faire à chaud, et en l’absence de filament dans la tête.

Et dans le pire des cas …

Il faudra démonter la buse, ou le corps de chauffe selon le type d’imprimante. Sur certaines machines, il est nativement prévu de retirer l’ensemble “buse, corps de chauffe et heat break” sans outil particulier.

La seule consigne reste que toutes ces opérations de démontage/remontage de buse devront se faire à chaud. Dans le cas contraire, vous risquez de casser le corps de chauffe au démontage, et de générer des fuites aux remontage.
Vous trouverez de nombreux tutos en fonction de vos machines.

Autre consigne : Faite attention lors des manipulations. Les pièces sont brulantes !!!

Bowden ou DirectDrive

Pour que l’imprimante fonctionne, il faut alimenter la buse en filament.  Cette alimentation se fait à travers un moteur d’extrusion ou feeder en anglais.

Ce moteur tire le filament de la bobine et le pousse vers la buse, grâce à une roue dentée ou deux. On va rencontrer deux types d’alimentation qui vont se différencier par le positionnement du moteur extrudeur.

Soit le moteur est situé directement au-dessus de la buse : on parle alors d’extrusion directe ou direct drive en anglais.


Soit le moteur est situé ailleurs sur le châssis de la machine, on parle alors de système bowden, du nom du tube qui “transporte” le filament du moteur vers la tête chauffante.

Chacune des solutions à des avantages et des inconvénients.

Le système Bowden

On doit ce nom à son inventeur, Franck Bowden, qui mit au point un système de transmission souple de câble de frein de vélos. Nos vélos modernes en sont toujours équipés ! L’idée est simple mais efficace : une gaine, aux extrémités fixées fermement sur le châssis, permet la transmission du mouvement du câble de frein tiré par la poignée, jusqu’aux patins de frein. Toute l’ingéniosité réside dans le caractère fixe et dépendant des extrémités vis-à-vis du cadre.

Le principe est le même sur les imprimantes 3D ! Le tube bowden va permettre au filament d’être guidé jusqu’à la tête chauffante, tout en garantissant un “chemin” toujours identique (celui imposé par le tube bowden). Il est en effet primoridal qu’une poussée de 1 mm au niveau du moteur extrudeur corresponde à une poussée de 1 mm au niveau de la tête chauffante.

Le tube bowden est généralement un tube PTFE afin de réduire les frictions et donc assurer un acheminement plus fluide du filament. Afin de gagner en précision, il existe des clips collets qui annulent tout jeu au niveau des connecteurs.

Avantages et inconvénients de l’alimentation par tube bowden

Le principal avantage de ce système est la nette nette diminution du poids de la tête d’impression, le moteur extrudeur ne s’y trouvant pas. Cet aspect permet aux machines d’atteindre des vitesses d’impression plus élevées sans perte de précision.  Du fait de la réduction de la masse en mouvement, les vibrations sont largement diminuées.

Le principal inconvénient avec le système bowden est que l’utilisation des filaments flexibles (TPU ou TPC) va être très limitée. En effet, par définition les filaments flexibles sont souples. Cette souplesse va se traduire par un tassement dans le tube bowden, et générer défauts d’extrusion.
Il faudra réduire drastiquement les vitesses d’impression et jouer avec les distances de rétractation et d’extrusion pour espérer obtenir un résultat.
Et tout ceci devra être fait de manière empirique.

Avantages et inconvénients de l’alimentation en directDrive

Dans la configuration en extrusion directe le moteur extrudeur est situé au plus près de la tête chauffante, juste au-dessus.

L’intérêt principal de ce type de système réside dans sa capacité à accepter une plus large gamme de filaments, notamment les matériaux flexibles. L’absence de  tube bowden permet d’atteindre des vitesses honorables même sur les filaments flexibles voire très flexibles.

Du côté des inconvénients, l’extrusion directe est synonyme d’un chariot X plus lourd. La présence du moteur juste au-dessus de la tête chauffante implique la mise en mouvement d’une masse plus importante. Il est ainsi plus difficile d’atteindre des vitesses d’impression très élevées sans perdre en précision. Les phénomènes de motifs sur les parois de l’objet imprimé, résultants d’un report des vibrations seront plus importants à haute vitesse.
(Ceci tend à être moins vrai avec des machines telles que la Kobra2, aujourd’hui une machine en DirectDrive très rapide grâce à un châssis renforcé).

A noter aussi qu’avec ce système, il n’y a pas de “guidage” du filament entre la bobine et l’extrudeur. Lors de mouvements importants de la tête, il y a un risque non négligeable de générer des à coups sur la bobine, avec un déroulement important de filament, cause d’enchevêtrements et de blocage bobine.

Certaines marques ont mis en place des “freins bobines” pour contrer ce phénomène. Une autre solution consiste à la mise en place d’un système mixte Bowden + DirectDrive.

Dans ce système, on rajoute un tube PTFE entre la bobine et la tête d’impression en tenant compte de la course maximale possible de la tête. Dans cette configuration, la distance maximale de fil nécessaire pour les mouvements de la tête est déjà tirée. Quelque soit la vitesse de déplacement de la tête d’impression, la bobine ne “s’emballera” pas. La bobine se déroulera à la vitesse d’extrusion, jamais plus.

Alors, extrusion directe ou bowden ?

La réponse type n’existe pas, cela sera toujours une question de compromis.

Si l’une de vos priorités est d’imprimer du filament flexible, optez pour une machine en extrusion directe.
Si votre priorité est la précision et la vitesse, hors filament flexible, alors les machines en montage bowden sont les bonnes candidates.

Mais encore une fois, tout sera question de budget !

Sauver une impression ratée

Avant de commencer ce tuto, soyons bien clair : on ne va pas pouvoir systématiquement sauver une impression ratée.
Mais il y a bien 3 cas où il est rageant de devoir jeter une impression qui dure depuis des heures, et sur laquelle, d’un seul coup se produit l’accident : “une panne de courant” ou “la pièce se décolle du plateau” ou encore “plus de filament”si votre machine n’est pas prévue pouvoir gérer ces cas de figure.

On arrive alors à une situation de ce type :

Ma future lampe veilleuse (au premier plan) a perdu sa tête, après presque 3 heures d’impression !!!

Dans un cas comme celui-ci, il m’a paru envisageable de tenter d’imprimer juste la partie manquante, et de la coller.

Mode opératoire

Il va falloir manipuler le fichier stl d’origine, pour scinder le modèle en 2 parties, et générer un nouveau fichier pour uniquement la partie à ré-imprimer.
La principale difficulté à ce stade va être de déterminer le plus précisément possible la position de découpe du modèle original.

Une fois n’est pas coutume, je vais utiliser l’application 3D Builder de Microsoft pour effectuer le plus simplement possible cette opération.

Etape 1

On mesure le plus précisément possible la hauteur de la partie déjà imprimée.
Dans mon cas, ma chouette à actuellement une hauteur de 10 cm.

Etape 2

On ouvre dans 3D Builder le fichier stl d’origine.

Particularité avec cet outil, il centre systématiquement le modèle autour du plan Z. Mon modèle fait effectivement 146,85 mm de haut (la preuve ci-dessous), et il se trouve automatiquement positionné à z = 73,42  (soit 146,85 / 2) .

C’est pour moi un premier bug dans cette application, bug dont il faudra tenir compte au moment de scinder la pièce en deux.

Etape 3

On dispose de l’outil “Fractionner” dans l’onglet Modifier.

En sélectionnant l’option, 3D Builder scinde par défaut le pièce sur le plan médian. C’est peut-être pour cela que la pièce est positionnée par défaut en son centre. Ce que je considère comme un bug serait-il voulu ? En tout cas, on va voir que ce n’est pas très pratique pour notre usage.

ETAPE 4

On va positionner le plan de coupe au bon endroit.
Nous sommes actuellement sur  le plan médian de la pièce, donc à 73,42 mm du bas. Il va donc falloir que l’on déplace le plan de coupe de 100 – 73,42 mm soit de 26,58 mm.

3D Builder nous propose bien de saisir cette valeur, mais une fois encore on constate une incohérence : l’axe Z est orienté vers le bas. Donc pour “élever” le plan de coupe de 26,58 mm, il va falloir saisir “-26,58” ….

En ne conservant que la partie haute (celle que je souhaite imprimer pour terminer ma pièce), on arrive au résultat souhaité.

Il ne reste plus qu’à sauvegarder le résultat, et à l’imprimer.
Si tout se passe bien, il faudra ensuite coller les 2 parties et vous aurez ainsi sauvé votre impression.
Le résultat final, dans sa configuration “mini lampe de chevet”.

 

 

 

 

 

Gravure de Circuits imprimés avec une CNC

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Quand on pense électronique, on pense tout de suite à “circuits imprimés” et à la manière d’en réaliser soi-même.

La première méthode qui vient à l’esprit nécessite du matériel spécifique et l’utilisation de produits chimiques  : plaques photosensibles que l’on va insoler à travers un masque représentant le circuit à obtenir, nettoyage de ces plaques, puis utilisation d’un bain chimique pour “dissoudre” le cuivre non protégé. C’est une méthode efficace, précise, mais qui demande un investissement initial, un peu de place et un évier tout proche (sans parler des protections nécessaires).

Lorsque l’on va avoir besoin d’un circuit simple, on va pouvoir faire appel à ce que l’on appel “la gravure anglaise”. Ici, tout se fait par simple usinage d’une plaque cuivrée, avec comme objectif les pistes le plus large possible afin d’enlever le minimum de cuivre. Ce qui était à l’origine fait manuellement avec une petite meuleuse portative peut maintenant être assez facilement réalisé avec votre machine CNC (celle que vous possédez déjà, ou que vous aurez envie d’acheter après avoir lu cet article).

La méthodologie

La méthode sera toujours la même :

  • vous concevez votre circuit à l’aide de n’importe quel outil de conception. Vous en trouverez pléthore sur la toile (des simples, des compliqués, des gratuits, des payants),
  • vous générez à minima 2 fichiers : un pour le circuit et un pour le perçage,
  • vous utilisez ces 2 fichiers dans un outil spécifique pour mettre générer un fichier utilisable sur votre machine CNC,
  • vous usiner votre circuit !

Sans trop rentrer dans les détails de l’utilisation des différents outils (il y a des tonnes de tutos), je vais juste réaliser un circuit de A à Z en suivant cette méthodologie pour vous démontrer la faisabilité de ces opérations.

La conception du circuit

J’ai choisi d’utiliser dans cette étape le logiciel KiCad pour différentes raisons :

  • c’est un logiciel gratuit et Open Source,
  • il est relativement simple d’utilisation,
  • il dispose de nombreuses librairies de composants,
  • il est capable de générer une représentation 3D du circuit, avec les composants, importable directement dans FreeCAD. Ceci permet de prévoir l’intégration du montage dans une conception mécanique.

La démarche dans KiCad consiste à concevoir le schéma électronique, à attribuer à sa chaque composant son boitier. Une fois cette étape réalisée, on génère semi-automatiquement le circuit imprimé (taille, forme, placement des composants, routage des pistes). Vous trouverez facilement des tutos adaptés à vos besoins.

Et comme le but n’est pas ici de vous apprendre à utiliser KiCAD, je partirais pour l’exemple de ce circuit plutôt inutile : un connecteur, une résistance et une Led.

La conception traditionnelle du circuit donnerait quelque chose comme ci-après.

A ce stade, que vous souhaitiez faire sous-traiter le circuit, ou que vous le fassiez vous même en gravure anglaise, il va falloir générer les fichiers nécessaires, à savoir :

  • un fichier par face cuivrée,
  • un fichier pour le détourage du circuit,
  • un fichier pour le plan de perçage

La génération des fichiers en sortie de KiCAD

KiCAD permet nativement la génération des fichiers nécessaires, au travers de son menu Tracer.

Il suffit de sélectionner les couches souhaitées (ici une couche Cu et la couche Cuts pour le détourage) et de lancer le Tracer. KiCAD propose aussi de créer le fichier de perçage.

Une fois ces opérations réalisées, on va pouvoir passer à l’étape de génération du fichier Gcode, utilisable par la CNC.

Génération du fichier GCode

A ce jour, je n’ai trouvé qu’un seul outil open source permettant de générer les fichiers nécessaire au pilote d’un CNC : le logiciel FlatCAM !

Vous trouverez pour lui aussi de nombreux tutos. Je donne donc juste ici les grandes lignes des opérations à réaliser :

  • on importe les fichiers générés à l’aide de KiCAD,
  • on effectue un miroir des différentes couches (il ne faut pas oublier que l’on grave la couche opposée du circuit),
  • on génère des chemins d’usinage, en fonction des caractéristiques de l’outil que l’on va choisie,
  • on exporte le(s) fichier(s) généré(s) en GCode.

Les opérations en images …

Les fichiers importés et mis en mode miroir.
Le circuit avec les chemins d’usinage.

 

à suivre …

 

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