Etalonnage des axes X et Y

Je viens d’imprimer une grande pièce qui devait s’ajuster dans un autre montage et je constate que cela ne rentre pas !!! Pourtant, sur le papier, ma conception est bonne. Que se passe-t-il ?

Le constat est vite fait : ma pièce qui devait faire un diamètre de 115 mm ne fait finalement que 113 mm.

Pourquoi ?

Il faut bien avoir en tête le principe de déplacement de la tête d’impression (ou du plateau) :

étape 1 : le slicer va transformer le fichier de conception en une suite de commandes GCode, qui vont coder le déplacement.

étape 2 : le firmware de l’imprimante analyse chaque commande et envoie une suite de signaux électriques aux différents moteurs pas à pas, ce qui provoque le déplacement.

Cette dernière conversion s’appuie sur un ensemble de paramètres, qui vont définir le nombre de pas nécessaires au moteur pour effectuer le déplacement. Si ce paramétrage n’est pas parfait, alors les dimensions ne sont pas respectées. Et plus la pièce est de grande dimensions, plus l’écart est important.

Comment faire alors ?

L’idée va être de corriger le paramétrage. Ceci va pouvoir se faire de 2 manières : soit au niveau du slicer, soit au niveau du firmware de l’imprimante.
Dans les 2 cas, il va d’abord falloir déterminer la correction à apporter dans le paramétrage.

La méthode que l’on trouve le plus souvent sur le Net consiste à imprimer un cube d’étalonnage de quelques centimètres, d’effectuer les mesures et d’en déduire les corrections. Cette méthode à mon sens ne sert pas à grand chose dès le moment où l’on recherche la meilleure précision car, comme je l’ai expliqué plus haut, l’erreur générée est proportionnelle à la taille de la pièce. Et ce n’est pas avec un petit cube de 20 mm que l’on aura un calcul précis de l’erreur. De plus, l’étalonnage se réalise en plusieurs passes, ce qui va obliger à imprimer plusieurs pièces.

L’autre méthode se passe d’impression, et ne nécessite qu’un pied à coulisse, si possible numérique (quelques dizaines d’euros sur le Net, et c’es un investissement utile ensuite).

Le principe de la mesure

l’idée est simple : on fixe le pied à coulisse sur la droite du plateau et on positionne la tête en contact avec le pied. Ceci représentera la position 0.

Pour ma part, je me suis contenté de fixer le pied à coulisse au double face. Mais vous pouvez imaginer toute autre solution. Le principal est qu’il ne bouge pas !

On demandera ensuite à la tête de se déplacer vers la gauche, par exemple de 100 mm . On déplace ensuite le bec du pied à coulisse pour revenir au contact.
On obtiens en lecture le déplacement réel de la tête. Pour l’exemple : 101.23

Le principe de la mesure sera exactement le même pour l’axe Y.

Dans la pratique

Pour réaliser les opérations décrites ci-dessus, on va utiliser le logiciel PronterFace. Il s’agit d’un outil qui va nous permettre de nous connecter à notre imprimante afin de la piloter. Même si cet outil permet de nombreuses choses, la fonctionnalité qui va nous intéresser est la console, qui permet d’envoyer directement des commandes GCode à l’imprimante.

Mode opératoire

Après avoir téléchargé et installer PronterFace, vous êtes sur cet écran.

On retrouve sur la partie gauche la partie pilotage de l’imprimante, sur la partie centrale une représentation de la surface d’impression, et sur la partie droite l’écran de visualisation des gcodes.

Etape 1 : Connexion à l’imprimante

Allumer votre imprimante et connecter votre ordinateur via un port USB.
Sur PronterFace, cliquer sur le bouton « Port » afin d’identifier automatiquement le port USB connecté. Celui-ci doit s’afficher.
Cliquer ensuite sur le bouton « Connect ».

Si l’opération se passe bien, vous devriez obtenir dans la partie droite un message du type « Connecting…. Printer is now online ».

Si vous ne recevez pas ce messqge, il est possible que la vitesse de communication ne soit pas la bonne. Refaite le test avec des différentes vitesses proposées (ceci dépend de la version Marlin de votre imprimante).

Etape 2 : Préparation de l’imprimante

En bas de l’écran, vous avez la zone de saisie des commandes.

Commencer par tapez : M302 P1. Cette commande permet de désactiver la sécurité qui empêche, sur certaines imprimante, le déplacement de la tête quand la buse n’est pas chaude.
Tapez ensuite G91. Il est impératif que l’imprimante soit configurée en mode déplacements relatifs pour la suite des opérations.

Tapez enfin la commande « M92 »

L’imprimante va vous retourner une ligne de la forme :

M92 X80.00 Y80.00 Z394.00 E457.00

Les valeurs qui nous intéressent pour le moment sont les valeurs derrière les zones X et Y.
Les autres paramètres concernent l’axe Z et l’Extrudeur (que l’on pourrait imaginer vouloir régler de la même manière).

Ici, mon imprimante m’indique que j’ai besoin de 80 pas seront effectués par le moteur pour un déplacement de 1 mm

Etape 3 : Positionnement initial de la tête

Positionnez le pied à coulisse et la tête comme indiqué sur le premier schéma. Faite le zéro sur le pied.

Etape 4 : Lancer un déplacement de la tête

Tapez la commande : G1 F500 X-100

La tête doit se déplacer vers la gauche de 100mm.

Etape 5 : Effectuer la mesure

Comme sur le deuxième schéma. Relevez la valeur obtenue.

Si vous obtenez 100.00, en visant la perfection, mais je pense que l’on peux tolérer +/- 0,2 mm soit une valeur entre 99,80 et 100,20, votre imprimante est bien calibrée et vous pouvez passer à l’étape 8.

Etape 6: Correction

Le calcul du paramètre correct est simple :

(valeur actuelle relevée à l’étape 2 x déplacement souhaité)/mesure obtenue

Pour moi avec l’exemple :

(80 x 100) / 101.23 = 79,02

En clair : pour un déplacement de 1mm, le moteur devra effectuer 79,02 pas (au lieu de 80)

Pour faire la mise à jour, le plus fiable est de copier/coller la ligne M92 obtenue à l’étape 2 et de remplacer la valeur derrière X par la nouvelle valeur.
Pour enregistrer le changement, tapez M500

Etape 7 : Vérification

Il faut maintenant faire la vérification, en effectuant les actions ci-dessous :

Tapez « G1 F500 X100 » pour remettre la tête à la position initiale,
Vérifier que le pied à coulisse est en bonne position et à 00,00,
Tapez « G1 F500 X-100 » pour déplacer de nouveau de 100 mm vers la gauche.
Refaite la mesure.

Si le résultat n’est pas encore parfait, il suffit de recommencer à l’étape 2, jusqu’à obtenir un résultat correct.

Etape 8 : Déconnexion

Cliquez sur le bouton « Disconnect » pour terminer les opérations.

Votre imprimante est maintenant correctement étalonnée sur l’axe X.

Les même opérations peuvent être réalisées sur l’axe Y

10 janvier 202410 janvier 2024

Couper un stl trop gros

Qui ne s’est jamais trouvé face à la problématique suivante : « je voudrais imprimer une pièce en grande dimension, mais mon imprimante n’est pas capable de le faire ». Mais cela peut aussi être par soucis d’optimisation, par exemple avec une impression résine : il sera plus pratique d’imprimer la pièce en deux parties pour occuper plus d’espace sur la zone d’impression, et diminuer le nombre de couches.
Pour cela, il va être nécessaire de « couper » le fichier stl, et prévoir un assemblage.

Cette opération est réalisable avec de nombreux outils (MeshMixer, MeshLab par exemple), mais – une fois n’est pas coutume – il existe un outil natif dans Windows qui va permettre de faire cela très facilement : je veux parler de 3D Builder de Microsoft.

Mode opératoire

Une fois lancé 3D Builder, la première chose à faire est de charger le fichier stl que l’on veut manipuler.

Dans le menu « Modifier », il y a une option « Fractionner ». Celle-ci permet de générer un plan de coupe. On fait bien attention ici de mode « Garder les deux ».
On va pouvoir positionner le plan de coupe à l’endroit choisi.

Après validation, on se retrouve bien avec 2 parties, que l’on va commencer à écarter verticalement, en conservant bien l’alignement sur les autres axes.

A ce stade, on dispose de 2 morceaux qui pourraient être imprimés séparément. Il reste le problème de l’assemblage.
3D builder permet l’insertion d’objet dans un fichier existant.

Depuis le menu « Insérer », nous allons insérer un cube. Il se retrouve par défaut positionné à l’intérieur de notre modèle, en position d’origine. L’objectif, en jouant avec la taille et le positionnement, est que la surface basse du cube se retrouve positionné sur la surface haute de la partie basse de la pièce (un schéma sera plus simple à comprendre que ma phrase).

On va maintenant dupliquer le cube, et répéter l’opération avec la pièce haute. Mais cette fois, il faudra aligner la surface basse du cube, avec la surface basse (de la partie haute).

Une fois ces 2 opérations réalisées, on va effectuer une fusion entre le cube bas et la partie basse, puis une soustraction entre la partie haute et le cube haut. On se retrouve maintenant avec une pièce comportant un tenon, et une pièce comportant une mortaise.

Remarque : j’ai volontairement « retourné » ici la tête de ma chouette pour bien mettre en évidence la mortaise. Bien entendu, je n’imprimerais pas les pièces ainsi .

On pourra bien entendu répéter l’opération dans plusieurs directions pour des pièces encore plus volumineuses.

8 janvier 20248 janvier 2024

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.

11 novembre 202317 janvier 2024

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.

26 octobre 202327 octobre 2023

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 !

Filaments

On trouve de plus en plus de marques de filaments, et il est souvent difficile de faire un choix. La question que l’on peut finalement se poser aujourd’hui est la suivante : « Les plus chers sont-ils les meilleurs ? ».

Je viens de changer d’imprimante, passant de ma petite Dagoma DiscoEasy 200 bien modifiée à une Anycubic Kobra 2, et je trouve que c’est le bon moment pour essayer de capitaliser mon expérience. Passant en effet d’un modèle « Bowden » à du « Direct Drive », je vais pouvoir augmenter le champ des possibles avec du PLA bien sûr, mais aussi de l’ABS, du « TPU’, etc …

Un bref aperçu des types de filaments

Je vous propose ci-dessous un récapitulatif de ce que vous allez trouver sur la toile . Je me limiterais à une liste des filaments utilisables par tous sans nécessiter du matériel spécifique, et restant aussi à un prix abordable.

Les filaments « Classique »

Le PLA

Le PLA, ou acide polylactique, est un plastique présent dans notre quotidien. Il est utilisé dans le domaine des emballages alimentaires, sacs plastiques, etc. Très rapidement, le PLA s’est placé comme étant le filament le plus utilisé dans l’impression 3D, par sa simplicité d’utilisation : il fond à basse température (en règle général entre 190 et 210°C), est peu sujet au warping, et ne nécessite pas l’utilisation d’un plateau chauffant. Il offre un rendu de surface lisse et propre.
S’agissant d’un bio-plastique, issu généralement d’amidon de maïs, mais aussi de cannes à sucre, betterave, etc, Il est par nature biodégradable. Dans son état « naturel » le PLA est beige et légèrement translucide. Les filaments PLA pour imprimantes 3D comportent des pigments afin d’obtenir une coloration, ces additifs étant susceptibles de modifier le caractère biodégradable.

Le post-traitement des pièces imprimées en PLA est très facile. Il se ponce facilement et la colle cyanoacrylate permet des assemblages aisés. Le PLA est également peu coûteux. Les bobines de filaments PLA sont disponibles dans une très grande diversité de couleurs et de conditionnements. C’est le plastique de référence de l’impression 3D : facile à imprimer et rendu très propre.

Le PLA est un plastique facilement modifiable. On retrouve du filament avec différents types de charges : bois, pierre, métaux, etc. Là aussi ces additifs limitent le caractère biodégradable du filament PLA.

La limite première du PLA est sa faible résistance à la chaleur (déformation des pièces généralement dès 50°C). Des variantes de PLA (PLA x-3, HD PLA) peuvent être recuits après impression afin de développer des résistances accrues à la chaleur. Ces procédures de recuisson entrainent par ailleurs une perte de cote de la pièce imprimée en 3D.

L’ ABS

Le filament ABS pour Acrylonitrile butadiène styrène, est un plastique très universel, reconnu pour son faible coût et son bon équilibre entre résistance aux chocs et à la chaleur. C’est un plastique très commun, utilisé dans bon nombre d’objets du quotidien (les LEGO sont fabriqués en ABS) ainsi que dans le milieu industriel (notamment dans l’industrie automobile).
Dans l’impression 3D, c’est un des piliers fondateurs avec le PLA.

C’est un filament assurant l’impression d’objets 3D durables et robustes pour un coût maîtrisé, pouvant lui aussi être très facilement être coloré et modifié. Il existe en bon nombre de coloris et déclinaisons : ABS ESD, ABS-carbone, ABS-aramide, ABS-polycarbonate, etc.

D’origine pétrolière l’ABS présente par contre une forte propension à émettre des émanations nocives lors de l’impression, forçant à l’utilisation d’un système de filtration des nano particules, ou une aération correcte du local d’impression (exit l’aspect bio du PLA).

L’impression de l’ABS s’avère plus délicate que celle du PLA par exemple. En effet, c’est un filament sujet au warping (décollement de la pièce au plateau durant l’impression), aussi un plateau chauffant sera nécessaire pour contrer ce phénomène et garantir une bonne adhérence pendant l’impression.

Le PETG

Le PETG (polyéthylène téréphtalate) est un plastique pétrosourcé possédant de grandes qualités. Il est aussi résistant que l’ABS tout en s’imprimant presque aussi facilement que le PLA, et pratiquement sans odeur. Ce plastique est très léger et possède un aspect légèrement translucide (comparé à du PLA ou de l’ABS qui sont opaques).Son post-traitement reste simple. Il peut être poncé ou recouvert de résine pour être ensuite peint.

Les filaments « Spéciaux »

Le TPU / FLEX

Le TPU (polyuréthanes thermoplastiques) fait parti de la famille des filaments flexibles et semi-flexibles. Il ouvre un éventail de possibilités intéressant mais il reste encore assez peu utilisé dans le monde de l’impression 3D chez les particuliers. Il est en effet plus complexe à utiliser. Avec sa flexibilité, le filament TPU ne peut pas être imprimé avec tout les extrudeurs. Vous devrez utiliser un extrudeur guidant le filament de la roue d’entraînement jusqu’à la buse. Si le filament n’est pas guidé il risque de se tordre avec la pression et de sortir par un côté de votre extrudeur. Il sera préférable avec ce type de filament d’utiliser une imprimante en Direct drive.
De part ses propriétés techniques, le TPU pourra être utilisé pour de nombreuses applications. Grâce à sa résistance au choc et à l’impact, il pourra être utilisé dans la fabrication de pièces de protection comme des coques (de téléphone, d’appareils, de drone), des patins (anti-choc, anti-bruit, anti-dérapant), des objets normalement faits en caoutchouc, des pneumatiques de modélisme, des bijoux… Tout objet nécessitant une certaine flexibilité, élasticité ou résistance au choc peut trouver un avantage à être imprimé en TPU !
Il faudra par contre oublier le post-traitement avec ce genre de filament.

Les filaments bois

Il s’agit ici de filaments généralement à base de PLA, dans lesquels on a rajouté des composants bois. Ils s’utilisent comme les PLA, mais avec un risque plus élevé de bouchage de la buse, et une usure plus rapide de celle-ci en raison de la nature abrasive du matériaux lui-même.

Le résultat est très sympa, avec des pièces qui ont réellement l’aspect du bois et son odeur.

Le G-CARBON

Le G-Carbon est un filament robuste à base de PETG, renforcé avec 20% de fibres de carbone. Cela lui procure une plus grande rigidité, une meilleure résistance à l’impact et une résistance thermique plus importante.
Ces caractéristiques, combiné à sa haute résistance aux chocs, et son faible taux de retrait (warping), font du G-fil un excellent matériau qui combine les avantages du PLA et de l’ABS et le rendent particulièrement adapté aux usages de modélisme.

Encore plus que les filaments Bois, ce type de filament est très abrasif, et va rapidement endommager votre buse. Si celle-ci n’est pas en acier, il est conseillé de remplacer la buse tous les 500 g d’utilisation de ce filament.

Le M-FIL

Le M-Fil apporte un effet métal aux objets, une fois sablé et poli. Ce filament est facile à imprimer mais nécessite un plateau chauffant à 55°C pour l’extruder à 190 ou 210°C. Ce matériaux est thermo-conductif et il est conseille de l’utiliser avec une buse de diamètre 0,5mm.

Les filaments PVA et HIPS

Il s’agit de filaments solubles, qui vont permettre d’imprimer des supports que l’on pourra « diluer » dans l’eau (pour le PVA) ou dans le D-Limonène (pour le HIPS). Ils seront respectivement utilisé avec le PLA ou avec l’ABS, sur des imprimantes doubles buses, lorsque des supports nombreux et difficiles à retirer seront nécessaires. On rentre ici dans un usage très particulier.

Mais on pourrait aussi imaginer vouloir imprimer un objet « surprise » contenant quelque chose, à découvrir après dilution dans l’eau. Il faudra néanmoins être patient, car le dissolution prendra entre 2 et 8 heures selon la quantité de filament utilisée.

A noter aussi que le stockage de ce filament dans des conditions sèches sera encore plus important que pour les filaments PLA.

En résumé

On trouve de plus en plus de types de filaments, pour des usages de plus en plus variés, de plus en plus simples d’emploi.
A vous de bien définir votre besoin en fonction de la pièce que vous souhaitez imprimer (décoration ou mécanique), tout en ayant pris soin de vérifier que les caractéristiques de votre imprimante permettent l’utilisation du filament retenu.

Il faudra ensuite garder à l’esprit que les filaments les plus chers ne sont pas forcément les meilleurs. N’hésitez pas à essayer différents fournisseurs, avant d’être fidèle à une marque particulière .

Enfin, c’est mon avis …

Imprimante à résine (type DLP)

Autre type d’imprimante qui commence à se démocratiser : les imprimantes à résine et photopolymérisation.

Ici, on ne va plus utiliser de filament mais une résine liquide photosensible, qui aura la propriété de durcir lorsqu’elle est exposée à une forte source d’UV.

Ce type d’imprimante va être recommandé lorsque l’on souhaitera imprimer un objet comportant des détails fins ainsi qu’un aspect lisse en surface. A titre professionnel, les imprimantes 3D résine sont ainsi beaucoup utilisée pour la production de moules en joaillerie ou dans l’industrie dentaire.

Comment est-ce que cela fonctionne ?

On va pouvoir trouver 3 technologies distinctes.

La technologie SLA consiste en un faisceau Laser qui va dessiner – et donc bruler – la résine point par point.

Une fois une couche terminée, on passe à la couche suivante.

La technologie DLP consiste à projeter une image depuis un projecteur émettant des UV.

Chaque couche est « brûlée » en une fois, ce qui accroit considérablement le temps d’impression.
La résolution est liée au performance du projecteur, ce qui rend ce type de procédé encore assez onéreux.

Dernière technologie en date : l’usage d’un LCD qui va agir comme un pochoir.
La source est alors un simple émetteur d’UV. Seule la surface de résine exposée au travers des zones non couvertes par le pochoir est brûlée.

C’est cette technologie qui se démocratise maintenant à des prix abordables.

La résolution en X et Y va directement dépendre de la résolution de l’écran LCD servant de pochoir. Plusieurs fabricants proposent maintenant des modèles 4K. Dans les modèles les plus accessibles, pour lesquels une communauté active existe, vous pourrez vous orienter vers les marques Anycubic et Elegoo.

Pour une « bonne comaraison », il faudra à minima comparer les éléments ci-dessous :

Surface de l’écran : 17.49 po²/112.56 cm² :
Cette valeur détermine la surface maximale (taille en X et Y) de la pièce.
Transmission lumineuse : 7%
Rapport de contraste : 400:1
Densité de puissance : 3500-4000 μw/cm²/23905-27320 lux
Ces 3 paramètres reflètent la capacité qu’aura l’imprimante à durcir la résine le plus rapidement, de manière la plus précise.
Précision d’impression : 3840 x 2400 px (4K)
En connaissant le nombre de pixels et la dimension de l’écran, il est facile de calculer la « taille » minimale du point qui sera « brulé ».
Résolution horizontale : 35µm
C’est l’épaisseur d’une couche (par comparaison avec une imprimante filaire : 0,1 mm)
Vitesse d’impression : ≤ 5cm/h/ 1.97 po/h
Contrairement à une imprimante filaire, une couche est réalisée en une fois. Cela veut dire que si vous imprimer 3 pièces identiques en même temps, la durée d’impression ne sera pas multipliée par 3 (comme pour une imprimante filaire), mais sera identique que le temps d’impression d’une pièce unique.

Un pré-« post-traitement » obligatoire !

Vous trouverez sur mon site une rubrique « Post-traitement » qui présente quelques techniques ayant pour but d’améliorer vos impressions avant peinture par exemple.

Dans le cas de l’utilisation d’une imprimante résine, il va être impératif de procéder à une finalisation de la pièce, à savoir :
– la nettoyer,
– la stabiliser par un passage aux UV.

C’est ici une contrainte majeure de ce type d’imprimante : vous allez obtenir une très belle qualité de finition, mais il faudra effectuer un pré-« post-traitement ».

A noter aussi que les résines ne sont pas particulièrement « écologiques ». Leur manipulation doit se faire avec protection (gants, lunettes), si possible dans un endroit ventilé (comme pour l’impression filaire avec de l’ABS).

Vous pouvez retrouver toutes ces étapes dans l’article dédié « Post-traitement« .

Mon choix

Profitant d’offres flash, mon choix s’est orienté vers le modèle Anycubic Photon 4k.

Contrairement à l’imprimante filaire achetée en kit, les imprimante de ce type arrivent quasi-prêtes à l’emploi.

L’utilisation est on ne peux plus simple, et parfaitement expliquée dans le guide de démarrage :

étalonnage du zéro,
mise en place de la résine,
lancement de l’impression.

L’imprimante est livrée avec une clé USB sur laquelle on va retrouver un slicer dédié (Photon Workshop) ainsi que quelques fichiers exemple.

Il suffit d’insérer la clé dans l’imprimante, de sélectionner le fichier à imprimer (un visuel est affiché sur l’écran), et de lancer l’impression.
Afin de garantir une bonne adhérence de la pièce sur le plateau, le temps d’exposition des premières couches est de l’ordre de 40 secondes.
Ensuite, l’impression s’exécute au rythme de 2 s par couches.

Le premier résultat est bluffant, lorsque l’on est habitué à l’impression à base de filament.

Précision, finesse, rien à dire !
Bien évidemment, il faut passer à l’étape « lavage à l’alcool » et « polymérisation ».

Comme je le disais en début de cette présentation, j’ai pu bénéficier d’une offre flash, me permettant d’acheter le lot « Imprimante » + « Wash & Cure machine ». Une solution clé en main qui permet de manipuler à minima les pièces en résine brute.

Installation

Maintenant que j’ai passé la phase d’essai, je vais installer au mieux ce matériel (ça commence à être un peu serré chez moi avec les 2 solutions d’impression, la graveuse CNC et la graveuse Laser).

Les contraintes à prendre en compte – pour ne pas être embêté plus tard – sont à mon sens au nombre de 3 :

ces 2 équipements utilisant des produits chimiques (résine et alcool iso), il faut leur trouver un coin « tranquille » et stable,
il faudra trouver un endroit relativement aéré, la résine brulée dégageant quelques odeurs (nocives à haute dose sans aucun doute),
les 2 machines (imprimante et wash&cure) devront être proches afin d’éviter trop de trajet de manipulations entre elles.

Pour répondre à ces 3 impératifs, je vais faire un peu de rangement, et dégager une étagère, qui une fois adaptée en hauteur, sera parfaite. Des portes en plexi devant pour protéger finiront de donner un bel aspect.

Pour faciliter les manipulations, je positionne les 2 machines sur glissières, avec l’ajout de pieds réglables pour garantir un bon nivellement.

Et dernière évolution : ajout d’une extraction d’air qui viendra se connecter à l’extracteur de ma graveuse Laser.

Tout est maintenant opérationnel. Il ne reste plus qu’à produire mes propres fichiers à imprimer.

Génération des fichiers

Comme pour une imprimante à filament, il faut utiliser un « slicer« , dont le rôle est de découper le fichier .stl en fines tranches imprimables. Ce slicer pourra aussi mettre en place les supports nécessaires à certaines impressions difficiles.

Dans le cas des imprimantes résine, la pièce va être imprimée tête en bas (c’est le plateau qui monte au-dessus du bac de résine). Il faut donc utiliser un slicer dédié à ce type d’imprimante.

Comme je l’ai indiqué plus tôt dans cette page, l’imprimante est livrée avec un slicer propriétaire, qui a l’avantage d’être pré-configuré pour ce modèle.

A noter que la version fournie de Photon Workshop est la version V2.1.29 RC9, première version à supporter la Photon 4K, et que cette version ne semble pas (encore) disponible sur le site du fabriquant (qui ne propose que la V2.1.21 à l’heure où j’écris cette page. Bien penser à stocker qq part le contenu de la clé USB avant de risquer de perdre le source 🙂

Vous trouverez bientôt une présentation de ce slicer sur une page dédiée.

A notre aussi que l’autre grand nom des slicers pour ce type d’imprimante (Chitubox) vient lui aussi d’intégrer la Photon 4K dans la liste des imprimantes connues, et ce dès la version gratuite.

Ce sera l’occasion pour moi de tester aussi ce produit, et de faire un comparatif avec le slicer propriétaire de Anycubic.

Mode Batterie

Après avoir perdu plusieurs impressions en raison de coupures (ou microcoupures) électriques, il est arrivé le moment où je me suis demandé comment contourner le problème.

Certes, on trouve sur le Net des explications permettant – en théorie – de reprendre une impression après un arrêt imprévu de la machine. Il suffit de mesurer la hauteur de la pièce, de modifier le gcode pour « supprimer » toutes les commandes générant les couches précédentes, etc, etc. J’ai essayé, mais pour un résultat pas vraiment à la hauteur de mes espérances.

Donc, j’ai décidé de plutôt m’attaquer à la source du problème : « Comment éviter les coupures électriques ? »

Solution avec un onduleur

Cela parait la solution la plus simple. Mais il faut bien garder à l’esprit que la fonction première d’un onduleur est de permettre d’avoir le temps – en cas de coupure d’énergie – de procéder aux opérations de mise en sécurité des équipements.
Plus simplement, vous allez mettre un onduleur sur votre PC pour avoir le temps de sauvegarder votre travail en cas de coupure. Il ne s’agit pas pour vous de pouvoir continuer à travailler pendant des heures.

La problématique de l’onduleur est en effet qu’il est très difficile de pouvoir estimer le temps avant coupure, celui-ci dépendant de la capacité de la batterie (exprimée en mAh), donnée rarement disponible. Cette valeur n’a aucun rapport avec la puissance exprimée de l’onduleur (genre 800 VA), qui représente la capacité qu’aura l’onduleur à alimenter votre équipement. Pour imager, on peut imaginer 2 châteaux d’eau, de contenance identique, mais à des hauteurs différentes. Le plus haut pourra fournir une pression plus importante, à comparer à la puissance de notre onduleur. Mais la même quantité d’eau sera disponible, à comparer à l’autonomie de notre onduleur.

Le rendement d’un onduleur, en raison des multiples traitements, est généralement assez faible. Il faut bien comprendre le principe :

On part du 220V alternatif,
On abaisse la tension,
On la transforme continu
On charge une batterie,
On prend la tension continue de la batterie que l’on transforme en alternatif,
Et enfin, on élève la tension à 220V.

Et tout cela pour brancher l’alimentation de l’imprimante, qui re-transforme le tout en 12V continu ». Et à chaque étape, il faut savoir que le rendement n’est pas de 100% (en moyenne, on estime le rendement d’un onduleur à 60% …

Solution avec une simple batterie

L’idée est ici de se « passer » des étapes décrites pour la solution avec un onduleur :

On charge une batterie avec un simple chargeur,
On utilise directement la batterie pour alimenter l’imprimante.

La seule perte est maintenant liée au rendement du chargeur.

La solution retenue

L’autonomie pendant la coupure est directement liée à la capacité de la batterie. Prenons l’exemple suivant : L’alimentation de l’imprimante est capable de délivrer 5A max. Imaginons que le modèle que je souhaite imprimer nécessite 5 h de travail. J’aurais donc besoin d’une capacité de batterie de 5 x 5 soit 25 Ah.
Pour mémoire, une batterie de voiture a en moyenne une capacité de 80 Ah, de quoi disposer de 15 h d’impression en autonomie.

Même si je ne vais pas investir pour le moment dans une batterie de voiture (j’ai déjà dans un tiroir une batterie plus petite), disposer d’un chargeur permettant de charger ce type de batterie sera mon premier objectif.

Mon choix va se porter sur ce chargeur.

Tout d’abord, il est polyvalent ! Il va pouvoir charger la batterie AGM que je possède pour mes premiers essais, et la batterie type voiture que j’achèterais potentiellement plus tard (et je n’avais pas de chargeur pour mes voitures).
Ensuite, il est « intelligent ». C’est à dire qu’il est prévu pour rester connecté à une batterie afin d’en surveiller sa charge. C’est tout à fait ce que je souhaite faire.

Dans mon idée, l’imprimante est connectée à la batterie, elle même branchée au chargeur. Tant qu’il y a du secteur, la batterie se charge, tout en alimentant l’imprimante. En cas de coupure secteur, la batterie seule prend le relais. Lorsque le secteur revient, le cycle recommence.

Pour la batterie, je dispose d’une batterie AGM d’une capacité de 12 Ah.

Si je reprends l’exemple précédent, j’aurais une autonomie de 12 / 5 soit 2,4 h. Ceci sera pour le moment largement suffisant.

La mise en place

Pour faire propre, je mets la batterie dans un coffret :

Petite utilisation de ma CNC pour faire un couvercle sympa …

A noter que j’ai donné un look batterie, avec 2 cosses de charge afin de brancher la chargeur, que je ne souhaite pas modifier.

Une fois installé, test avec et sans secteur ..

Seule inquiétude au départ : le fait que le chargeur délivre une tension d’environ 14V. Visiblement, la carte de l’imprimante est capable de fonctionner bien au delà.

Premiers essais concluants : aucun problème à noter. Une première impression de 2h40 s’est parfaitement déroulée, en simulant des coupures plus ou moins longues. Le chargeur fait son boulot. En fin d’impression, le chargeur ne détectant plus de décharge de la batterie, il passe en mode Pause.

Une solution à moindre coût, qui – même avec ce type de petite batterie – me donnera plus d’autonomie que le solution Onduleur…

A voir dans le temps.

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Introduction

Voilà, c’est le grand jour : vous avez enfin décidé d’acheter une imprimante 3D !

Je vais tenter de lister ci-dessous les questions qu’il faudrait se poser à minima avant de faire un tel achat . Cette liste se base sur les questions que je me suis posé, ainsi que sur celles que j’aurais du certainement me poser et qui auront été à l’origine de déceptions ou de sur-coût d’évolution par la suite.

1 – Facilité d’utilisation et évolutivité

a) je veux une imprimante simple à utiliser avec juste un bouton à presser,
b) je veux pouvoir découvrir, faire évoluer, tester différentes solutions.

2 – Volume d’impression

a) je veux pouvoir imprimer de grandes pièces,
b) je veux imprimer de petites pièces.

3 – Choix de l’usage

a) je veux imprimer des pièces techniques et résistantes,
b) je veux imprimer des pièces décoratives et des pièces simples,
c) je veux imprimer des figurines, des bijoux et des pièces avec des détails.

4 – Choix de couleurs & Post-traitements

a) une couleur unique me convient ou la couleur est sans importance,
b) je veux pouvoir imprimer directement en 2 couleurs (ou plus),
c) je souhaite pouvoir peindre mon impression (post-traitement).

En conclusion

Apporter des réponses à ces 4 questions toutes simples devrait déjà vous permettre de mieux orienter votre choix, tout en gardant à l’esprit qu’i n’existera pas nécessairement une solution miracle unique à votre besoin.

Je détaillerais plus loin les possibilités qui s’ouvrent au grand public, mais pour vous donner un exemple, choisir une imprimante à filament utilisant un matériaux comme le PLA vous permettra d’être respectueux de l’environnement, mais nécessitera un post traitement long (ponçage, peinture) pour obtenir une belle qualité. A l’inverse, utiliser une imprimante à résine donnera de bien meilleurs résultats en finesse, mais nécessitera la manipulation de produits chimiques pas vraiment écologiques.

A vous de choisir …

Imprimante à filament

Imprimante à résine

Le caisson – V3

Mon imprimante se trouve dans un petit atelier. L’été, il fait chaud, L’hiver il fait froid.

Le système de ventilation que j’ai mis en place dès le départ, permet de réguler correctement la montée en température. Mais l’hiver, j’ai déjà été amené à imprimer par des températures de 7°C. Pas top du tout.

Mon prochain objectif est maintenant de « tenter » de chauffer mon caisson, de façon a avoir des conditions plus correctes pendant les impressions.

Petit rappel

Je ne suis pas du tout compétant en thermodynamique.

Après quelques recherches, je pense qu’il faut juste retenir que la puissance nécessaire pour chauffer un volume est fonction :

a) du volume ,
b) de l’écart entre la température extérieure et la température cible,
c) d’un coefficient K, facteur d’isolation !

Si j’applique à mon besoin :

a) le volume de mon caisson est de 0.162 m3,
b) je vise 20° dedans pour 3 degrés dehors, donc un écart de 17°,
c) aucune isolation réelle (juste 5mm de plexi). Posons K=5

Ce qui donne un besoin de 11 kcal/h soit 12,8 Watts.

Il me reste donc maintenant à expérimenter mais j’ai des doutes que cela soit aussi simple …

La source de chaleur

Je vise toujours le moindre coût, et ce qui me semble le plus simple.

J’ai trouvé sur Amazon des éléments chauffants très économiques prévus pour l’automobile.

Il s’agit d’une simple plaque alimentée en 12V pour une puissance de 20W, en pure effet Joules. Elle est annoncée pouvoir monter à 60°C. J’ai prévu d’en utiliser 2 soit 40W générés.

En chauffage par rayonnement, ce qui importe aussi, c’est la surface d’échange calorifique. La pièce fait ici 70 mm x 30 mm. Par rapport au volume à chauffer, ce n’est pas vraiment idéal.

Je vais utiliser un radiateur de refroidissement récupéré sur une carte graphique (avec pâte thermo-conductrice pour faire les choses bien). Je vais en théorie agrandir nettement la surface d’échange.

Impression de 2 supports et installation dans le caisson …

Premier essai avec une température initiale du caisson de 1°C (il faisait très froid dehors aujourd’hui). Après 30 mn, la température intérieure est de 8.1 °C. Après 1 heure, la température est à 16°C. Je ne suis pas loin du calcul initial en terme de différence de température.

Je vais tenter d’améliorer un peu en positionnant un petit ventilateur à l’arrière du radiateur libre, afin de créer une légère circulation d’air. Ceci devrait améliorer le temps de montée en température.

Voici donc le montage final : Eléments chauffants + Ventilateur + Boitier de commande. Je n’ai gagné qu’un seul degré (17° maintenant), mais cette température est atteinte beaucoup rapidement.

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