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

Dimanche, mars 18 2012

Les prémices d’une imprimante 3D

Depuis que j’utilise ma fraiseuse numérique, je rêve d’une imprimante 3D comme les reprap, makerbot et autres ultimaker.

Reprap

 

Makerbot

 

Ultimaker

 

Chacune de ces machines a ses avantages et ses inconvénients: Les makerbots ont une grosse communauté, une bonne qualité mais sont assez chères. L’ultimaker est très rapide, la reprap est auto réplicante et dispose d’une mécanique relativement simple.

Je trouve les machines ultimaker et makerbot un peu trop chères et puis surtout je n’ai pas forcément envie de monter un kit mais plutôt de fabriquer ma propre machine. Je vais donc m’orienter vers un autre type de machine qui sera un mix de ces différentes technologies.

Dans les grandes lignes, ma machine sera contruite autour:

 

  • d’un chassis en aluminium et PVC.
  • de moteurs pas à pas récupérés dans des imprimantes.
  • d’une électronique RAMPS 1.4 ( avec un arduino 1260 )
  • d’une mécanique de type Ultimaker avec la motorisation de l’extrudeur sur le chassis de la machine et non sur le mobile XY.

 

Pour le moment, je ne suis pas très avancé mais la construction a commencé. Je vais concevoir un chassis cubique à l’aide de profils d’aluminium rainurés et de noix 3D pour chaque sommet.

 

Profil 20x20

 

Noix 3D

 

Ces modélisations ont été faites avec FreeCAD 0.13, voici les fichiers CAD files

Les différents modules de la machine seront réalisés en PVC ( 3mm 5mm ou 15mm ) à l’aide de ma fraiseuse numérique et viendront se fixer avec des boulons M5 sur les rails du chassis en aluminium. Je devrais ainsi obtenir une machine rigide et très modulaire.

 

La motorisation sera assurée par des moteurs NEMA 23 récupérés dans des imprimantes.

NEMA 23

 

Les axes X et Y seront entraînés par des courroies au pas de 2.5mm.

 

Courroies

 

suivant ce principe mécanique ( avec par contre 1 seul guide par axe, comme sur l’ultimaker )

 

Les chariots glisseront sur des tiges lisses de 8mm à l’aide de coussinets en bronze fritté.

Coussinets

Je dispose d’un petit stock de pièces qui pourront me servir au cours de la construction.

Trésor de guerre

 

La partie la plus avancée concerne l’électronique. La carte RAMPS 1.4 est prête. J’ai pu tester le firmware Marlin sur la carte équipée de 4 moteurs et du support chauffant. La plaque chauffe correctement et les moteurs tournent avec un couple important.

RAMPS 1.4

 

 

 

HeatBed

 

Thermistor

 

Côté logiciel, j’utilise ReplicatorG 0034 qui nécessite quelques modifications des sources pour pouvoir utiliser le firmware Marlin. Dans la série à problèmes, j’ai aussi du utiliser Arduino en version GIT pour compiler correctement le code sur Archlinux qui dispose de librairies AVRLIBS trop récentes !

 

Bref, ça progresse… Il me reste ( tout ou presque ;) )le chassis à fabriquer, et j’attends la tête thermique de l’extrudeur pour pouvoir avancer un peu plus.

Bientôt la suite ;-)

 

J’ai hâte de comparer les résultats avec ce que peut obtenir @Hugokernel avec son ultimaker fraîchement installée :-)

Mardi, mars 6 2012

L'impression 3D

Makerbot
Une MakerBot

Cela faisait un moment que je souhaitais acquérir une imprimante 3D : réparer ou créer des formes complexes aussi simplement que de cliquer sur un bouton...

Avec une telle machine à disposition, on envisage beaucoup de chose, une des premières pièces utile que je vais être amené à réaliser sera pour Bleuette, un robot hexapode abandonné depuis quelques années faute d’avoir réussi à faire une pièce essentielle pour ce dernier (les pivots des pattes) dans une matière autre que du bois...
Des objets cassés vont sûrement trouver une seconde vie avec de nouveaux organes tout neuf, bref, l’imprimante devrait être amorties rapidement...

Mais vers quelle imprimante se tourner et est-ce vraiment nécessaire d’en acheter une, des services d’impression en ligne existent et font du super boulot, il faudrait en tenir compte avant de se décider.

Note: Bien entendu, pour ceux qui aurait un hackerspace près de chez eux, le choix est vite vu...

Utiliser un service en ligne

Le logo de Shapeways

Concernant les services en lignes, j’ai testé Shapeways avant de me décider en commandant un kit contenant les échantillons des matériaux qu’ils proposent, plutôt bluffant surtout pour le métal qui à une précision / finition exemplaire...

Les + :

  • Pas d’investissement coûteux
  • Possibilité d’impression dans divers matériaux avec des machines dont la résolution est très intéressante

Les - :

  • Le service est rapide mais ne le sera jamais autant que fait à la maison
  • Le coût (cela dépend des matériaux utilisé mais pour du plastique de même qualité, avec les ports + commission, on doit être légèrement plus chèr qu’avec une imprimante 3D maison à confirmer)
  • On à pas la magie de la machine qui tourne devant ses yeux ;)

Avoir sa propre imprimante

Les + :

  • On construit la machine soit même, quoi de mieux pour savoir exactement comment ces engins fonctionnent ?
  • La vitesse : on a la pièce voulue immédiatement (enfin presque, juste le temps de l’impression...)

Les - :

  • L’investissement qui selon l’imprimante retenue peut aller de 500€ à 1500€ (et plus...)

Concernant le coût sur le long terme, il m'est difficile d'en juger pour le moment, je suis à l'écoute de vos retours...

Mon choix s’est tourné vers l’achat d’une imprimante pour les raisons évoqués ci dessus (construction, vitesse) et parce que oui, je ne suis pas patient et j'aime jouer au Lego monter des machines.
Mais la quantité d’imprimante 3D sur le marché est plutôt déroutante, regardez par exemple ce graphique représentant les évolutions de la RepRap.

Finished Prusa Mendel
Une RepRap Prusa Mendel

Grossièrement, on trouve 2 types d’imprimantes, les autorépliquables (RepRap) et les autres (MakerBot, UltiMaker...) qui diffèrent dans leur structures, les RepRap sont conçues principalement à l’aide de tiges filetées et de pièces en plastiques créés à l’aide d’une autre imprimante d’ou le terme d’autorépliquable : elle est capable de créer ses propres pièces.

Sur certaine, il est même possible de remplacer l’extrudeur (la tête mobile qui fait fondre le plastique) par une perceuse jouant le rôle de graveuse permettant d’usiner les cartes électroniques nécessaires pour l’imprimante fille, au final, il suffit juste de se procurer toutes les pièces en métal, les composants électroniques, quelques pièces diverses et voilà, une nouvelle imprimante est née...
Concept très très intéressant.

L’autre type d’imprimante dont font parti les MakerBot et Ultimaker propose une approche différente, leur structure est en fait un caisson en bois découpé au laser interdisant de ce fait l'autoréplication de leur structure.

Ultimaker
La UltiMaker

N’ayant aucune expérience dans le montage / utilisation dans les RepRap, je ne vais pas m’aventurer à faire un comparatif entre ces choix de fabrication, bien que le concept d’imprimante autoréplicante soit extrèmement intéressant et me laisse toujours rêveur, j’ai choisi d’investir dans une UltiMaker pour ces raisons :

  • La résolution stock de cette imprimante est impressionnante
  • Sa vitesse l’est tout autant
  • La structure en bois découpé au laser me semble plus rigide
  • Sa très grande surface d’impression
  • La maintenance (ce qui me fait le plus peur avec une imprimante de la famille des RepRap)

À suivre...

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