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Conception : Imprimante 3D core XY à pellets [TERMINEE]


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21 réponses à ce sujet

#1 levend

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Posté 25 décembre 2020 - 01:00

Bonsoir et joyeux Noël,
 
Comme je l'écris dans le titre il s'agit de conception et non d'une construction, certains "pro" ne savent pas faire la différence alors je précise que je vais préparer le travail en faisant du dessin 2D sur Autocad et de la modélisation 3D sous Solidworks mais je n'ai pas l'intention de commencer la construction pour le moment alors ne vous attendez pas à voir des photos de la réalisation avant un bon moment, j'ai assez d'imprimante 3D en construction. Cette conception a pour but de montrer mes capacités à utiliser les deux logiciels cités dans en vue d'une demande de nouveau poste mais je vous partage mon projet parce qu'il peut en intéresser parmi vous et vous pouvez aussi m'apporter idées et conseils.

 

Pourquoi une imprimante Core XY ?

J'en ai jamais eu et ça me tente depuis longtemps, en 217 j'avais travaillé sur la conception d'une imprimante 3D entièrement fait avec des profilés alu de chez Motedis et utilisant uniquement des pièces commercialisées et pas de pièces usinées sur mesure, là au contraire il va il y avoir pas mal de pièces sur mesure.

 

Pourquoi une imprimantes à pellets ?

Je n'ai pas envie de faire quelque chose de courant et puis je me dis que ce serait l'idéal pour recycler les pièces imprimées ratées après les avoir passées das un broyeur sans en faire du filament.

 

Volume d'impression :

H2f36a699cac041879b0b3723dba8c142J1.jpg

le volume d'impression sera de 30x30x30cm environs, reprenant un modèle de châssis commercialisé la course en Z sera peut-être plus importante.

 

L'extrusion :

Hbfecfc48cb4d405d9e18f923d2089bd2r1.jpg Hd193205fd58042d88c475a659bf2b2adw1.jpg

Il existe déjà des éléments dans le commerce mais il faut les adapter.

 

Matière :

Matière principale : ABS et PLA sous forme de pellets achetés dans le commerce ou issus du recyclage de pièces ratées.

Autre matière : tout ce qui pourra être sous formes de pellets et qui possède une température de fusion acceptable pour la tête d'impression

Réservoir : le réservoir à pellets sera soit au niveau de la buse soit au dessus de la machine et relié à la tête d'impression par un tuyau souple.

 

Délais :

Conception : 2 à 3 semaines maxi

Réalisation : pas encore prévue

 

Budget :

Conception : gratuit, que du temps perso à passer.

Réalisation : pas de budget prévu.

 

J'avoue qu'au niveau dessin, le châssis ce n'est que de l'assemblage de profilés alu donc pas compliqué mais après il y a un certain nombres de pièces à concevoir pour le mécanisme, et là encore je peux m'inspirer de ce qui existe mais pour la tête d'impression c'est plus compliqué mais c'est là que ça devient intéressant.

Pour la conception je ne m'intéresse qu'à la partie mécanique pour des raisons évidentes vu ce que j'ai expliqué au début mais je pense que lorsque je vais vouloir utiliser ça si je la construis un jour ça va être compliqué parce que je ne sais même pas si je peux gérer ce type d'extrusion avec un firmware tel que Marlin.

Gros point négatif pour cette conception : j'ai choisi un projet qui m'intéresse alors il va falloir que je résiste à l'envie de commencer la construction, j'ai assez de choses en cours.

 


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#2 levend

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Posté 25 décembre 2020 - 04:48

Je cherche une solution pour l'assemblage des profilés entre eux parce que les grosses plaque triangulaire dans les angles ça n'est pas très joli.

J'ai pensé aux connecteurs Makerlink mais je ne trouve que pour des profilés de 20x20 alors que j'utiliserais du 20x40.

J'ai aussi pensé aux connecteurs comme j'ai utilisé sur mes profilés de 30x30 mais il sera surement nécessaire d'en mettre dans des rainure visible et ça ne fait pas très joli.

Dernière solution que j'imagine : faire des connecteur ressemblant aux connecteurs Makerlink mais pour des profilés de 20x40.


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#3 levend

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Posté 25 décembre 2020 - 11:16

J'ai trouvé un autre type de connecteur qui pourrait être intéressant parce qu'en plus de permettre l'assemblage des profilés il facilite la fixation de plexi pour fermer le boitier.

 

assem1.jpg

J'ai commencé la modélisation et j'ai retiré toutes la barre de 20x20 qui étaient en travers à l'avant et à l'arrière parce que je ne vois pas l'intérêt comme elles sont posées.

Je pense remettre une barre à l'avant et à l'arrière en bas de manière à délimiter la zone où seront les moteurs et toute l'électronique, ces bares seront entre les montants verticaux et non derrière comme sur le modèle.

Je pense également ajouter une barre à l'avant en haut pour rigidifier le châssis mais avant je dois placer les éléments mécanique pour le core XY (les tendeurs de courroies).

Apparemment le profilés alu qui supporte la tête d'impression serait du 20x20, je vais la remplacer par du 20x40, je préfère mettre un peu plus costaud.

 


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#4 levend

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Posté 27 décembre 2020 - 12:01

Dans ma modélisation 3D j'ai placé mon premier moteur pour la partie core XY, un NEMA23 parce que pour Z les NEMA17 ma paraissaient trop petit et tous les moteurs (or extrudeur) sont identiques toutefois là le NEMA 23 me parait trop gros.

 

1- Avant de continuer ma modélisation j'aimerais savoir quel type de moteur vous me conseillez ?

2- Est-ce que pour Z deux moteurs NEMA 17 conviendront ?

3- Pour Z j'ai vu des structure avec des vis à billes de 12mm, pensez vous que sur cette imprimantes 3D il vaut mieux une vis trapézoïdale de 8mm ou une vis à bille de 12mm ?

4- Les moteurs de la partie core XY doivent-ils être tous les deux à la même hauteur ou décalés ?

 J'ai trouvé des poulies doubles pour courroie GT2 ce qui permet de mettre les deux moteurs au même niveau mais en utilisant un étage différent sur chaque poulie résoud le problème.

 

Je laisse les pièces mécaniques au-dessus de la structure comme sur le modèle parce que je vais ajouter une structure au dessus pour le réservoir mais à l'avant rien ne devra dépasser la structure puisque je prévois de fermer l'imprimante avec du plexi afin de conserver la température.


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#5 levend

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Posté 27 décembre 2020 - 08:11

Pour le moment je modélise la tête d'impression en fonction de ce que j'ai trouvé sur AliExpress mais je pense que l'on peut faire mieux si on usine nous même (ou on fait usiner) la pièce.

tête_dimpression_1.jpg

Les deux support se ressemble beaucoup, seul le diamètre du trou centrale dière d'1mm et encore parce que je n'ai pas la diamètre réel de cette partie pour la pièce trouvée.

Le support de moteur est prévu pour un Nema17 simple ou avec réducteur.

Je pense que la vis sans fin qui amène les pellets à la tête est un peu courte et l'entrée conique pas trop grande.

 

Il faudra un bon refroidissement vu qu'il n'y a pas de séparation entre le corps de chauffe et le dissipateur, la pièce est d'une seul pièce et tout en métal, pas de PTFE.

 

Il faut que je continue la modélisation de la partie extrusion avec la vis sans fin, le moteur et le mini réservoir.

A+

 

Edit : après avoir passer plus d'une heure sur la modélisation du petit réservoir (ou réservoir tampon) j'obtiens quelque chose pas terrible avec une grosse erreur de dimension, j'arrête pour ce soir je recommencerai demain un nouveau réservoir. Le moteur et le coupleur sont modélisés et couplés à la vis sans fin de l'extrudeur.


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#6 levend

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Posté 28 décembre 2020 - 11:08

J'ai un peu avancé sur la modélisation :

tête_dimpression_2.jpg   tête_dimpression_3.jpg

 

Le réservoir tampon est moins joli que prévu mais la modélisation n'est déjà pas très simple.

J'avais prévu un tuyau de 50mm entre le réservoir principal et le réservoir tampon, c'était le diamètre d'un tuyau d'aspirateur, facile à trouver ete assez souple, sauf qu'en modélisant j'ai du réduire le diamètre pour éviter d'avoir un tuyau plus gros que le moteur et j'arrive à un diamètre de 20mm ce qui est déjà bien pour cette utilisation.

Le réservoir devra se situer plus haut que je ne l'avais imaginé au départ pour éviter de faire de couder le tuyau lors des déplacement  et que ce soit toujours le plus vertical possible, les pellets descendront uniquement par gravité jusqu'au réservoir tampon. Je ne vais pas utiliser un système comme pour les pellets de bois de chauffage avec un système d'aspiration et tout ce qui va avec, je conçois une imprimante 3d pas une usine à gaz :D .

 

J'ai prévu des emplacement pour les ventilateurs de 40mm(un en soufflage et un en extraction).

Je choisi un moteur pas à pas NEMA 17 avec réducteur, je pense qu'il faut un couple un peu plus important pour pousser les pellets avec la vis.

 

Edit : j'ai ajouté une vue sans le réservoir pour monter un peu le mécanisme.

Edit 2 : désolé, la vis sans fin c'est le grand axe rouge sous le coupleur (cylindre gris, ça manque de couleur :D), je n'ai pas réussi à modéliser une vis sans fin donc je l'ai laissé lisse :( )


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#7 Mike118

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Posté 29 décembre 2020 - 03:50

Plus je réfléchis à la problématique général d'impression à partir de pellets et plus je me dis qu'il vaudrait mieux déjà concevoir une machine qui fait du fil à partir des pellets ... et le réutiliser derrière que d'essayer d'utiliser directement le pellet. 
Mais bon puisqu'il ne s'agit que d'une conception et pas d'une réalisation ...^^ 


Si mon commentaire vous a plus laissez nous un avis  !  :thank_you:

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Jetez un oeil aux blogs, aux tutoriels, aux ouvrages, au robotscope  aux articles,  à la boutique  et aux différents services disponible !
En attendant qu'une bibliothèque de fichiers 3D soit mise en place n'hésitez pas à demander si vous avez besoin du fichier 3D d'un des produits de la boutique... On l'a peut être ! 

 

Les réalisations de Mike118  

 

 

 


#8 levend

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Posté 29 décembre 2020 - 04:54

Hier soir j'ai vu une campagne Kickstarter par un fabricant américain d'imprimantes 3D qui lance le projet d'une imprimante 3D à pellets, ça se rapproche assez de ce que je suis en train de réfléchir mais comme ceux sont certainement des ingénieurs qui conçoivent la machine, elle sûrement mieux que la mienne.

Il existe des imprimante 3D à pellets à des prix pas très abordables pour nous.

Comme je lisais par-ci par-là que faire son propre filament n'était pas simple pour obtenir un filament correct, j'aime autant éviter cette étape et si on veut récupérer tout le plastique possible ça prendrait beaucoup de temps de tout mettre en filament.

Quand la conception sera terminée peut-être que je me dirai la même chose que toi.


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#9 levend

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Posté 30 décembre 2020 - 01:39

Je réfléchis également à ce problème d'impression à partir de pellets et je pense que ce n'est qu'une histoire de réglage il reste cependant la fin d'impression pour sortir le surplus de pellets puisque ce n'est pas aussi simple que de ressortir un filament. On va dire que pour ma conception on s'en moque, on imprime tant qu'il y a du pellet :D, ça me fait penser que là il n'y a pas moyen de détecter la fin de la matière :(, il n'y en avait pas sur les premières imprimante 3D alors ce n'est pas très grave, toujours parce que ce n'est que de la conception.

 

Au passage j'ai trouvé que ce n'était pas intéressant de travailler avec Autocad sur ce projet la modélisation 3D est beaucoup plus intéressante ici, surtout avec la grosse partie structure en profilés alu alors je travail sur un autre projet, toujours en conception mais qui a peut-être un plus de chance d'aboutir à une réalisation.

Ici Autocad ne serait intéressant que pour les pièces à usiner mais ça restreint trop l'utilisation du logiciel.


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#10 levend

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Posté 01 janvier 2021 - 12:15

J'ai avancé un peu sur la modélisation, j'ai même placé les tendeurs de courroie, la modélisation est grossière, je devrais mesurer ceux que j'ai pour mes CR-10.

assem1_a.jpg

 

Vue sur un tendeur de courroie :

assem1_b.jpg

 

J'essais de mettre la tête d'impression en place pour demain soir.

 

 

Bonne année à tous.


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Posté 01 janvier 2021 - 08:37

assem1_d.jpg

 

Prochaine étape : axe Z ou réservoir, je ne sais pas encore.


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Posté 01 janvier 2021 - 11:16

Finalement j'ai choisi le réservoir :

assem1e.jpg

 

Je vais passer à l'axe Z.

Je ne sais pas si c'est parce que j'ai une erreur dans mes contraintes mes mon PC rame énormément sur cet assemblage.

Dimanche soir la modélisation  sera terminée même s'il n'y a pas de tuyau entre le réservoir et le réservoir tampon.

L'idéal serai d'avoir les deux réservoir transparents.

 

Edit : j'avais prévu le réservoir 20cm moins haut mais la sortie se retrouvait plus basse que l'entrée du réservoir tampon.


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#13 levend

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Posté 02 janvier 2021 - 03:26

J'ai bien avancé :

assem1f.jpg

 

Il y a une erreur : j'ai placé les écrous des vis à billes sous les supports alors qu'ils devraient être dessus, ça ne change pas grand chose mais mon PC a tellement de mal avec ce fichier que je laisse comme ça.

 

Je placerais bien l'électronique en bas puisque l'alimentation n'est pas plus épaisse que les moteurs donc ça logerait ici mais l'écran LCD je le placerais bien en haut juste sous le dernier profilé devant le réservoir, mais ça poserait des problème de câble, l'ensemble mesure environs 1m de haut ou si je la plaçais sur une table mettrais plutôt l'afficheur en bas mais à ce moment là il deviendra difficile de remplir le réservoir.

Avez-vous une idée ?


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#14 Sandro

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Posté 02 janvier 2021 - 07:16

Pourquoi est-ce que ça poserait un problème de câbles?

Si tu veux faire monter un cable discrètement, tu peux le faire passer dans la rainure d'un des profilés verticaux.

 

Tu peux éventuellement tenter un écran LCD en I2C, mais avec 1m de longueur, tu es hors spécifications et c'est pas dit que ça marche.

Sinon tu utilises une communication en différentiel (USB, RS232, ethernet ...) ou par boucle de courant, et là ça devrait marcher sans problème.

 

PS : si ton écran n'est pas tactile, alors n'oublie pas les boutons à coté de l'écran



#15 levend

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Posté 02 janvier 2021 - 11:58

Justement le problème c'est la longueur de câble nécessaire, l'écran LCD utilise l'I2C.


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#16 Microrupteurman

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Posté 04 janvier 2021 - 01:07

Comment tu rétractes ?


 
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#17 Forthman

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Posté 04 janvier 2021 - 02:29

Ça c'est la question que tout le monde se pose avec ce genre d'extrudeur :ignat_02:

 

Pour moi, juste le fait de tourner à l'envers doit provoquer la rétractation du fil

(j'ai bossé sur des machines de dosage de pâte à gâteaux et ça fonctionne)

 

Mais à mon avis, le plus problématique c'est surtout la régularité de la sortie du fil (et la vitesse).

Sur toutes les vidéos que j'ai vu, le résultat était très moyen (lent et crade) :pardon:

 

Comme ce n'est qu'un exercice de style ce n'est pas très important, mais si cette imprimante devait voir le jour,

la première chose à faire serait de réussir à faire fonctionner un tel extrudeur :thank_you:



#18 levend

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Posté 04 janvier 2021 - 05:46

Comment tu rétractes ?

La question à ne pas poser ! :D.

 

Donc pour une fin d'impression, il faut :

  1. Eviter de mettre trop de pellets dans le réservoir tampon
  2. Faire tourner à l'envers pour faire remonter le surplus de pellets qui n'a pas fondu.
  3. Ouvrir la trappe du réservoir tampon pour le vider (et oui j'ai penser à vider ce réservoir tampon sans tout démonter mais je ne l'ai pas modélisé :D)
  4. Vider le réservoir tampon
  5. Refermer la trappe et positionner la tête dans un endroit prévu
  6. Laisser chauffer  pour vider ce qui pourrait être rester dans la tête

Voilà mon idée maintenant je n'ai jamais vu d'imprimante à pellets fonctionner  donc ça reste théorique.

 

Je ferai peut-être la modélisation du boitier avec l'écran LCD mais lui sera basé sur celui que je vais faire pour mes CR-10.


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#19 levend

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Posté 04 janvier 2021 - 07:01

lcd1.jpg

Une idée du boitier, je veux ajouter un interrupteur sur le côté droit (j'ai prévu assez de place).parce qu'avoir l'interrupteur à l'arrière de la machine ce n'est pas toujours pratique.

 

Ce n'est qu'une ébauche parce que le ne le trouve pas aussi bien que celui qui m'a inspiré.


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#20 levend

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Posté 10 janvier 2021 - 04:29

Le projet s'arrête ici, pour moi la conception est terminée, il resterait peut-être à améliorer le boitier avec l'écran LCD en fonction de l'endroit où l'on veut le placer.

J'ai bien envie de faire une imprimante Core XY de grande taille et à filament, j'ai deux vis à bille RM1605 de 1,50m mais pour le moment j'ai assez de projet en cours et je n'ai ni le budget ni la motivation ni la place pour me lancer dans ce projet. Ma priorité va être de faire un meuble pour mettre toutes mes imprimantes 3D ensemble, ça devrait être possible de réutiliser mon ancienne structure de vitrine avec le socle une fois que j'aurai remis à la bonne dimension la CR-10S5.

J'envisage une seconde imprimante résine (un peu plus grande) si j'arrive à utiliser ChituBox, en ce moment je pense que ça vient du PC, ma station de travail est sous W7, j'aurai peut-être un nouveau PC portable le weekend prochain donc je ré-essaierai.

 

Edit :

assem2.jpg

Projet d'imprimante Core XY en cours de réflexion (hauteur > 1,50m)


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