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Mardi, janvier 22 2013

Nouveau lit chauffant en aluminium pour Ultimaker

Vue du lit chauffant en aluminium

Mes déboires avec l'impression d'une pièce en ABS m'ont conduit à revoir de nouveau le lit chauffant. Ma première modification concernant le lit chauffant fût d'en faire une version avec du verre à insert, malheureusement, ce verre n'était pas parfaitement plan mais très légèrement bombé ; impossible d'imprimer correctement dessus.

Le verre à insert coutant une fortune, j'ai cherché une solution alternative et me suis tourné tout bêtement vers du verre standard mais après 2 casses proche des 115ºC, j'ai bien aperçu les limites du verre standard, je me suis alors mis à la recherche d'un petit four d'occasion afin d'en récupérer la porte généralement en verre. Un petit tour sur leboncoin plus tard, un petit peu de route et me voilà avec un four micro-onde HS et un petit four d'appoint que j'ai eu pour une bouchée de pain, démontage, collecte des divers éléments intéressants et me voilà avec 2 vitres résistantes à des températures bien au delà de ce dont j'ai besoin...

Le hic, c'est qu'il faut les découper. Je me lance dans la découpe et là, paf ! : je finis dans les 2 cas avec mille morceaux de verre, tous les verres ne se découpent pas et ceux là en font très certainement partie...

J'ai épuisé toutes les solutions avec le verre, l'utilisation d'un lit chauffant en aluminium est alors devenue une évidence : conductivité thermique parfaite (comparé au verre, c'est le jour et la nuit) et surtout, absolument aucun risque de casse... J'ai d'abord commencé en récupérant de l'aluminium de 3mm découpé aux bonnes cotes chez Weber Métaux. Perçage, taraudage, mais malheureusement, la plaque est très très légèrement gondolée (décidemment) et est donc inexploitable. La rectification n'est pas facilement envisageable avec une telle épaisseur ; il va donc falloir voir plus épais.

N'ayant pas le matériel nécessaire pour usiner de l'aluminium, j'ai trouvé une personne qui pourrait me le faire. Quelques temps plus tard, je reçois mon nouveau lit chauffant...

Celui-ci fait environ 6mm d'épaisseur, sa surface supérieure est rectifiée, et possède bien sûr les oblongs pour le tenir sur son support. La plaque à des bords arrondis et une rainure est faite en dessous afin de glisser le capteur de température au coeur de la pièce.

Un peu de perçage / taraudage de mon côté et voilà le nouveau lit chauffant prêt à être monté, le capteur de température est mis dans sa rainure :
La sonde de température dans sa rainure sous le lit chauffant

Le lit chauffant, le panneau avant avec la led montée et le câblage positionné :
L'installation sous le lit chauffant

Comparaison des courbes de montée en température

Ci-dessous, les courbes de montée en température des différents lits chauffants que j'ai testé : le verre à insert de 4mm, le verre standard de 3mm et l'aluminum d'environ 6mm d'épaisseur.
C'est la température relevée à proximité du PCB qui est prise et non celle mesurée sur la surface du lit.

Comparatif du temps de chauffe des lit chauffant
Pour les courbes représentant la chauffe du verre, j'ai volontairement arrêté de chauffer et stoppé les mesures arrivé aux alentours de 60ºC.

Le modèle sur GitHub / Hugokernel.

Vue du lit chauffant en aluminium Vue du lit chauffant en aluminium

Conclusion

En théorie, je ne devrais plus être embêté équipé avec ce lit chauffant qui fonctionne parfaitement depuis maintenant quelques semaines...
La seule chose qui devrait être mise à jour est le positionnement de la sonde de température qui est beaucoup trop proche de la source de chaleur, la régulation en est forcément biaisée...

Dimanche, mai 6 2012

L’impression 3D, jeux de courroies

Après avoir monté le chassis et l’axe Z, il est temps de s’attaquer à une partie assez compliquée: les entraînements X et Y par courroies.

Ayant à ma disposition plusieurs jeux de poulies MXL provenant d’imprimantes et autres scanners, j’ai commandé les courroies correspondantes à cette norme anglo saxonne ( pas de 2.032 mm ). L’inconvénient vient du diamètre des mes poulies, un petit peu grand. Je pourrais éventuellement en imprimer par la suite si la machine marche bien. Par ailleurs, j’ai volontairement commandé des courroies un peu grandes pour me permettre de tester  l’entraînement direct par les moteurs.

 

Je dispose des quelques poulies crantées mais pas assez pour les 2 axes.

Poulie crantée

Il me faut donc fabriquer des poulies lisses pour les installer à l’opposé des poulies crantées. N’ayant pas de tour sous la main, j’ai usiné 2 flasques en PVC qui sont ensuite collées.

Flasques

 

Un coup de colle PVC et l’on dispose de belles poulies !

Poulies lisses

Les axes de guidage en acier de 8mm sont tenus sur le châssis par des supports usinés dans du PVC de 5mm.

Usinage en cours

Un palier en bronze permet d’assurer la rotation de l’axe. Une rondelle vient empêcher le guide de sortir du palier.

Support d'axe

 

Les moteurs sont installés dans des supports en PVC de 5 mm. Les courroies passent directement sur la poulie du moteur procurant ainsi un entraînement direct. Le support du moteur pouvant coulisser le long du chassis, il sert ainsi à tendre la courroie avant d’immobiliser le tout à l’aide des 2 vis 6 pans creux.

Moteur X

 

Moteur pour l'axe Y

 

Les poulies lisses sont installées à l’opposé des poulies crantées.

Poulies

 

Moteur Y

 

Chaque axe disposant de 2 courroies, la première est tendue par la position du moteur. La deuxième dispose d’un tendeur improvisé à partir d’une poulie récupérée dans une imprimante.

Tendeur pour l'axe Y

 

La motorisation de l’axe Y est prête, reste à mettre en place les chariots supportant la barre de guidage Y. Les chariots sont usinés en 2 parties puis assemblés à l’aide de 3 boulons.

Demi chariot

L’axe est ainsi solidaire du chariot une fois les boulons serrés.

Un des chariots pour l'axe Y

 

La courroie est bloquée sous le chariot par une plaque usinée dans du PVC de 3mm et vissée à l’aide de 2 vis dans le PVC du chariot.

 

Un des chariots pour l'axe Y

 

Un des chariots pour l'axe Y

Les moteurs sont câblés avec des câbles RJ45 dont les conducteurs sont utilisés 2 par 2 pour permettre de disposer d’une plus grande section. Les câbles sont ensuite glissés dans les rainures du châssis.

Connecteurs

 

Connecteurs

 

L’axe X ne dispose pas encore de son tendeur. Il est plus compliqué à réaliser que pour l’autre axe étant donné la présence du moteur de l’axe Z qui va obliger à réaliser un tendeur en S pour abaisser la courroie sous le support du moteur.

 

Sketch

 

Le montage a bien avancé, les moteurs sont en place et l’axe des Y est complet. La barre de guidage de la tête d’extrusion se déplace suivant l’axe Y avec une vitesse importante et une grande fluidité. Le poids de la structure limite les vibrations mais des patins anti-vibration sous les pieds ne seraient pas de trop quand même.

 

 

Bientôt la suite avec je l’espère des tests d’impressions !

Vendredi, avril 27 2012

L’impression 3D, le châssis et l’axe Z

Le châssis de la future imprimante est constitué de profils d’aluminium de 20mm X 20mm. Les profilés ainsi que les noix de jonction ont été commandés sur le site Motedis. Bêtement j’ai commandé des barres de 1M au lieu de commander directement des tronçons de la bonne longueur. J’ai donc du les découper moi-même à la scie sauteuse pour avoir des coupes les plus droites possible. Une scie à onglet aurait été parfaite mais je n’en n’ai pas.

 

 

Les extrémités des barres sont taraudées à la main afin de pouvoir visser les noix de jonction. Après quelques minutes de montage, voilà un châssis très rigide de 330mmx400mm.

 

 

Le plateau supportant la pièce à extruder sera mobile sur l’axe Z. Son guidage sera assuré par 2 douilles à billes glissant sur des barres de 16mm de diamètre.

 

Les pièces venant se fixer sur le châssis seront usinées dans du PVC de 15mm, 5mm ou 3mm. Ici, les supports des barres de guidage proviennent d’une plaque de PVC de 15mm. Je mettrais les plans des différentes pièces dès que la machine sera terminée.

 

 

Le moteur ( un NEMA 23 ) est fixé sur le dessus de la machine à l’aide d’un support en PVC de 15mm.

Une tige fileté M6 au pas de 1mm sert d’entraînement pour l’axe Z.

 

Une pièce triangulaire en bas de la machine accueille un roulement de 6mm à l’extrémité de la tige filetée.

 

 

La plateforme Z constituée d’une plaque en MDF de 10mm sera supportée par des bras en PVC de 15mm venant se bloquer sur les douilles à billes.

Fraisage des supports

 

Les supports sont en 2 parties: un bras et une mâchoire permettant de serrer la douille à billes.

 

Supports Z

 

La plateforme est mise en place.

Plateforme Z

Malheureusement après quelques tests, il s’avère qu’il y a un jeu relativement important dans les douilles à billes (2) ! Peut-être une mauvaise qualité de ces douilles ou alors l’usage vertical n’est peut-être pas conseillé. Afin d’y remédier, j’ai placé une tige filetée à l’arrière des bras (1) pour « écraser » les douilles sur l’axe. Cette méthode m’a permis de réduire complètement le jeu au prix d’une légère augmentation du frottement des douilles sur les axes. Ce n’est pas bien grave, le moteur NEMA 23 ayant une force considérable pour cet usage ;-)

Correction du jeu

J’ai aussi tenté de remplacer les douilles par des bagues usinées dans du PEHD mais c’était pire que tout ! Il n’y avait pas trop de jeu mais les déplacements n’étaient pas fluides…

Bagues en PEHD

 

Pour compléter la plateforme, la plaque chauffante est posée sur un isolant thermique utilisé par les plombiers pour protéger les murs lors des soudures. Ça résistera sans problèmes aux 150° de la plaque chauffante !

 

 

Isolant sur la plateforme

Reste à mettre en place un jeu de vis / ressorts pour ajuster l’assiette de la plaque chauffante par rapport à l’extrudeur. Malgré les usinages précis des pièces, il y a toujours des petits défauts d’ajustement à corriger…

 

Par ailleurs, j’ai reçu l’extrudeur J Head MKIV-B Hot-End pour la suite des opération ;-) Il est de très bonne facture !

J HEAD MKIV