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Makerbot : une imprimante 3D

Discussion dans 'Projets d'autres machines CNC' créé par franc12, 7 Novembre 2011.

  1. franc12

    franc12 Nouveau

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    Makerbot : une imprimante 3D
    Bonjour à tous !

    J'ai beaucoup lu les forums d'usinage, aussi aujourd'hui c'est à mon tour de présenter ma dernière trouvaille. Après un portique CNC léger, je fabrique une nouvelle chose:
    Une imprimante 3D en kit !!! C'est pas vraiment de l'usinage ça. Pourtant il y a une commande numérique depuis un PC,des moteurs pas à pas, une tete d'Extrusion qui se déplace et meme du GCODE. Donc ça a bien sa place sur un site d'usinage.
    L'idée originale vient de sites en anglais. Cherchez "reprap" dans google ou makerbot, essayez aussi avec ultimaker qui est aussi un chouette projet en provenance des pays bas.
    Mon choix c'est porté sur la "Makerbot". Pour sa facilité de montage et sa disponibilité.
    Ce qui m'intéresse dans ces projets, déjà, c'est que c'est "du libre". Le logiciel libre, vous connaissez... et bien ici c'est aussi les plans et schémas, les forums de tout ce matériel qui sont disponibles librement et facilement modifiables. De ce fait, il y a de très bonnes solutions implémentées, la communauté est vivante et les machines évoluent rapidement.
    On trouve également les objets que l'on va construire sur "thingiverse" . Toujours par des sites en anglais, mais c'est sympa de pouvoir s'échanger des plans en pièce jointe par email. Et la machine est facile à transporter et à faire évoluer.

    Quelques questions et des réponses :
    - La matière qu'on usine: C'est pas du métal, cette fois, c'est du plastique (de l'ABS, celui des briques Legos), fourni en rouleaux. On peut aussi utiliser des variétés de plastique biodégradable. On l'amène à température de fusion (On l'extrude au travers d'une petit buse) et on dépose des couches successives sur un plateau guidé en mouvement X et Y. La tete se soulève pour chaque nouvelle couches en Z.
    - Comment on crée des pièces: On dessine d'abord une pièce au format .STL depuis un logiciel de CAO ou avec l'excellent SKETCHUP qui est facile et gratuit.
    On transforme le fichier dans un autre logiciel: replicatorg. Celui ci crée le Gcode et va commander la machine.
    - Les limitations : La Makerbot construit dans un volume de 10x10x11 cm. On ne peut pas faire n'importe quelle forme, il faut éviter certains surplombs et la fabrication est assez longue. Ca peut durer quelques heures.
    - C'est facile : Moyen, mais à la portée des bidouilleurs que nous sommes. Au début , ça parait simple, en pratique, c'est encore un projet expérimental, il y a pas mal de réglages à peaufiner, les softs, la température. Bref, tout ce qu'on aime quand on construit sa CNC amateur. La technologie est très proches de nos portiques CNC. On pilote trois moteurs pas à pas plus un qui fait avancer le fil plastique dans la tête d'extrusion. Les cartes électroniques sont à base d'Arduino (du libre) , pour ceux qui connaissent.


    - Des liens :
    http://www.makerbot.com/
    http://blog.ultimaker.com/
    http://reprap.org/wiki/Main_Page
    http://www.fabathome.org/
    http://replicat.org/


    Je sais qu'on aime bien les photos sur usinage, et voir ce qu'il y a dans les entrailles de la bête. Ca vient juste après...
     
  2. franc12

    franc12 Nouveau

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    Tout d'abord, une photo de la machine terminée :

    CIMG0639a.jpg

    C'est une construction en bois, qui donne un look assez unique à cet appareil.
    Je l'ai faite venir directement des states, c'est plus facile, mais certains pourront s'en inspirer pour une fabrication maison.
    Le kit demande à peu près 2 a 3 jours de montage. La doc est fournie sur internet, donc il faut prévoir un PC à proximité.
    La doc est très bien faite, les photos sont très claires. Evidemment, c'est dans la langue de shakespeare.
    Le kit est complet et comprends toutes les pièces en bois prédécoupées, la visserie, tous les outils nécessaires, les matériaux spéciaux (kapton), les cartes électroniques dont une est à souder. Il faut juste prévoir un fer à souder et quelques petites pinces. Un régal à construire.

    (Woops!, je galère avec les photos et les messages sur le forum)... Je continue

    CIMG0612a.jpg

    CIMG0613a.jpg

    CIMG0614a.jpg
     
  3. franc12

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    Suite ... Pour ceux que cette construction intéresse.
    Les rouleaux d ABS.
    CIMG0615a.jpg


    Et ci dessous le moteur PAP de la "Tête d'usinage". Sur l'axe, on voit la pièce qui va entrainer le fil en ABS dans la tete d'extrusion. Ce moteur est piloté par le soft de façon à avoir un débit, donc une épaisseur constante de plastique au travers de la buse d'extrusion. Le soft va le piloter dans les deux sens, entre deux dépose, la buse "ré-avale" le plastique de façon à ne pas laisser de bavures sur le plateau.
    CIMG0617a.jpg


    Ici, c'est la partie chaude de la tete d'extrusion, celle qui vient juste après le moteur PAP. Elle est pourvue d'une résistance chauffante et un capteur de température (fil nickel/Chrome) qui permet un asservissement précis de la température de sortie. La température sera d'environ 210 degrés.
    CIMG0620a.jpg


    Voila l'ensemble de la tete d'extrusion une fois terminée: Le moteur Pap, la partie chaude et la buse, ainsi qu'un ventilateur qui refroidit le moteur et la partie qui doit rester froide.
    CIMG0621a.jpg


    Ici, on voit l'ensemble de la tête et son plateau support, celui qui remplace l'axe Z de nos CNC. Ce plateau sera guidé en vertical au moyen d'un autre moteur PAP placé au sommet de notre imprimante 3D. Notez sur le coté un petit Circuit imprimé. C'est un protection thermique supplémentaire au cas ou la machine "s'emballerait". Ca peut arriver, un bug et Pffuit ! C'est le seul Circuit que j'ai du souder, tout le reste était arrivé monté. Pas de difficulté pour celui-là, juste quelques composants. C'est avec ce circuit que j'ai eu un problème car j'avais mal réalisé l'isolation, et donc il déclenchait trop tôt. (Et pourtant c'était bien indiqué dans la notice)
    CIMG0622a.jpg

    Et une vue de dessous de ce meme plateau.
    CIMG0624a.jpg
     
  4. franc12

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    Suite ... La partie mécanique.
    Pas de soucis particuliers, surtout quand on a fait une CNC. C'est un construction bois assez plaisante, tous les accessoires sont là, et meme plus.
    Ici, on apercoit le moteur des X et l'axe de renvoi sur lesquels viendra la courroie crantée.
    CIMG0625a.jpg

    Ici, on voit le moteur des Z, celui qui va soulever le plateau et la tete d'extrusion. Il entraine le plateau par une longue vis en laiton. A l'usage, ca vibre un peu mais bon!
    CIMG0630a.jpg


    Ici, on voit encore le plateau des Z et le circuit de sécurité thermique sur son coté. En dessous, on voit le moteur des X et la courroie d'entrainement.
    CIMG0631a.jpg

    C'est un plateau chauffant qui va recueillir la pièce que l'on veut fabriquer. Il faudra chauffer à environ 100 Degrès pour que le plastique adhère à la table, sinon on a des déboires. En fin d'usinage, la machine laisse refroidir la pièce avant de l'éjecter. Elle fait cela grâce à une sorte de tapis actionné par un petit moteur électrique.
    L'ensemble du plateau se déplace sur des rails, en X et en Y, à la manière de nos portiques CNC. Les dimensions du plateau sont de 10x10 cm, donc à peu près la dimension du déplacement.
    La plaque de bois avec les dessins de vis n'a rien à faire là, c'était juste une protection mise là pendant le montage afin d'éviter d'endommager la surface du plateau.

    CIMG0632a.jpg
     
  5. franc12

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    Makerbot : une imprimante 3D
    Et pour finir, un petit peu d'électronique. Ce que je trouve bien, encore une fois, dans cette construction, c'est que des tas de gens sont passés par là avant moi, ont tâtonné, bidouillé, et ça permet aux suivants, comme moi, d'aller droit au but à la bonne solution.
    Les bonnes solutions, pour moi, c'est:
    - Utiliser une carte à base d'Arduino. C'est un produit standard, très peu cher et facile à modifier, à "hacker". Cette carte est l'unité centrale de notre imprimante. Elle a une connexion USB, une connection pour une carte SIM (la carte Sim aussi est fournie) et peut fonctionner en autonome. Elle est montée sur une carte qui sert juste d'interface.
    - Utiliser une carte centrale relativement simple, une connectique bon marché mais efficaces: les connecteurs d'alim de nos Pcs, les connecteurs à fil plat.
    - Utiliser des drivers de moteurs PAP bien conçus: Ils fonctionnent en 8eme de pas et passent 2,5A. (Grrr, quand je pense à mes premières cartes de CNC et aux MOSFET qui partent en fumée aux moindre faux-contact, dessoudage-tripatouillage-ressoudage, tous ces soucis-là sont terminés) Les moteurs sont silencieux, ca vibre assez peu finalement.
    - Utiliser une alim de PC, puisqu'on a partout des connecteurs d'alim standard 12V/5V.
    - Par rapport à ceux qui ont fait des CNC maison, Il y a juste une carte driver supplémentaire qui sert à piloter le moteur PAP de la tete d'extrusion (équivalent à l'axe A de nos machines) (Et je suis sur qu'on pourrait se faire une chouette petite CNC avec ce matos là. Des Drivers 2.5 A. Mmmm! )
    - Et bien sur la partie thermique, mais le contrôle là aussi est bien conçu. Pour la tête d'extrusion, une résistance chauffante pilotée au travers d'un MOSFET fonctionnant en hacheur de courant (Le circuit est simple, toute l'intelligence et l'asservissement sont dans le soft) et l'asservissement de T°du plateau: un CI gravé de fines pistes qui servent de résistance chauffante, un thermistor sur ce CI, du soft derrière cela et c'est gagné: On pilote au degrès près.
    CIMG0634a.jpg

    Oui, je sais, il y a quand meme pas mal de fils sous le capot, mais ça rentre. Et la doc est bien faite.
    CIMG0636a.jpg

    Si,si, tous les fils vont rentrer là dedans !
    CIMG0637a.jpg

    Coté matériel, c'est fini. Coté logiciel, il y a encore du boulot. Charger les softs dans les deux cartes arduino, puis dans le PC. Galérer un peu parcequ'il faut avoir les bonnes versions de soft, parcourir les forums, tester, mettre au point (Et c' est une aventure qui continue, ça n'est jamais 100% au point) . Et apprendre à utiliser tout ça. En tout cas vous aurez réussi à intriguer votre famille ou vos amis qui passeront par là: Qu'est ce que c'est ? Bof, une imprimante 3D... Quoi, comment tu dis ? C'est quoi ce machin? etc ...
    CIMG0638a.jpg

    Et à la fin un mec heureux devant sa makerbot.
    CIMG0650a.jpg

    Voila, en finale, j'espère avoir donné envie à quelques uns de se lancer dans l'aventure. N'hésitez pas. Et si vous avez quelques soucis avec shakespeare et sa langue, je peux peut être vous aider ( en MP ). Internet est plein de ressources et de gens inventifs. Certains ont adapté ce principe d'extrusion pour du chocolat fondu, Un autre veut faire une machine géante pour faire des extrusions avec... du béton et construire un bâtiment par couches successives. Je préfère l'idée du chocolat.

    Bien sur, tout n'est pas aussi simple, je n'ai pas encore de belles réalisations à vous montrer. J'ai des idées et quelques projets. Ca viendra.
     
  6. fabrice c

    fabrice c Modérateur

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  7. Kaliendhal

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    Makerbot : une imprimante 3D
    wow !!!

    Superbe ! Manque plus que des photos de pièces terminées et pourquoi pas des vidéos !

    Une remarque tout de même, peut être devrais tu mettre un radiateur sur tes drivers de moteur pas à pas, à 2.5 ampères, je doute qu'ils tiennent le coup longtemps.

    La suite, la suite !

    1300 dollars le bébé !!!

    A quoi servent les 4 potentiomètres sur les drivers ?

    Sinon, pour les drivers, même chipset et moins cher : http://rc-letmathe.de/index.php?cPath=61&osCsid=37ab633ccc4ec3cd25402ce403f3dceb
     
    Dernière édition par un modérateur: 16 Avril 2015
  8. franc12

    franc12 Nouveau

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    Il y a bien 4 potentiometres sur chaque carte driver. Le plus important est le courant pour chaque moteur. Pour les 3 autres potards, ce sont des gains. Les valeurs de réglage sont dans la doc. J'ai juste réglé les valeurs indiquées dans les tables. Jusqu'ici, la carte ne chauffe pas, les moteurs ne chauffent pas. C'est quand même du petit matériel, pas de gros efforts, juste déplacer quelques centaines de grammes.

    Sinon, oui, c est cher. Et je ne voulais pas passer trop de temps à me faire une machine perso. Mais il y a moyen de faire quelque chose de ressemblant pour moins cher, peut être utiliser une CNC pour faire de l'extrusion. Il y a la Reprap qui coute moins cher, mais qui est moins aboutie.

    Je mets un lien ci après pour cette carte. Elle est en open source, basée sur un A3977, passe 2,8 A, connecteur d'alim 12V de PC, fonctionne en 8ème de pas. Pour d'autres usages, le circuit supporte 35V. Je pense qu'une protection est prévue dans ce cas. (voir la doc fabricant). Mais c'est un circuit CMS, à pattes fines, pas évident de se souder ça à la maison.
    http://wiki.makerbot.com/thingomatic-do ... driver-3-3

    5516216536_a414c96641.jpg
     
  9. Jipé

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  10. misterG

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  11. Petros

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    Makerbot : une imprimante 3D
    Chouette, un autre possesseur d'imprimante 3D sur le forum.
    J'ai hâte de voir ce que ce nouvel extrudeur à dans le ventre.

    Moi, j'ai choisi la solution la plus complexe, en fabriquer une à partir de pièce de récup, ça reviens beaucoup moins cher mais ça prends beaucoup plus de temps.

    Voila ce que l'ont peut obtenir comme qualité avec une imprimante 3D Ultimaker fonctionnant sur le même principe que la Makerbot :
    http://davedurant.wordpress.com/2011/10 ... of-prints/
     
  12. oliv

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    Ben mon vieux, voila une bien belle chose (et qui ouvre de belles possibilités en maquettisme !!!)

    Merci pour le partage :-D
     
  13. fred250

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    Makerbot : une imprimante 3D
    C'est vraiment impressionnent la qualité des détails!
    J'avais déjà vue une vidéo sur le forum mais la finition était nettement moins précise.
    Là ça devient vraiment intéressant! et c'est je pense facilement adaptable sur une fraiseuse cnc.
     
  14. oliv

    oliv Compagnon

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    Bonsoir,

    en fait en y réfléchissant, j'ai plein de question ....

    Pour un CNC, j'y avais pensé mais il manque peut-être un peu de hauteur?

    Pour en revenir à la matière plastique, si j'ai compris on dépose un "boudin" sur un autre et ainsi de suite. Je suppose que la matière déposée n'a aucun problème pour se coller sur elle même?

    Le plastique utilisé peut-il se coller ensuite pour faire des assemblages? (certains plastiques sont "incollables", tout au moins avec des colles traditionnelles ...)

    La buse d'injection (ou d'éjection) est-elle en matériau spécifique ou une buse inox usinée conviendrait-elle?

    Comment se fait la fonte du plastique? (résistance, je suppose)? Quelle est la température de fonte?

    Voila, un petit lot de mes premières questions .... :)
     
  15. metalux

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    bonjour

    Sympa ce reportage :)

    il m'est arrivé dernierement de voir des piéces réalisées par des imprimants pro , c'est a tomber sur le c.. !

    sur BFM tv (tnt ) , il y a un un reportage sur " l'atelier " Makerbot , impressionnant de voir toutes ces machines en test en train d'être réglées/ameliorées par des passionnés :) , dans le reportage, ils disaient clairement que c'etait ce que les gamins aller retrouver au pied de leurs sapin a noêl ( aux states surement et gosses de riches par surcroit :cry: ).

    bref! peux tu me dire par qu'elle carte est commandé la tête d'extrusion stp ?
     
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