Buse avec "rubis d'horloger" ?

[Marc PELTIER]

Bonjour à tous !

Je suis actif habituellement sur le sous-forum imprimantes 3D. J'ai développé une "Hot-End" (la pièce qui fond et extrude le plastique), refroidie par eau, qui fonctionne super-bien, en restant compatible avec les buses filetées M6 du commerce.

Pour étendre, simplifier et alléger encore mon concept, j'ai cherché à rétreindre directement un tube inox pour former la buse, comme ceci :

Ça n'est pas facile du tout ! En partant d'un tube de Ø2.35mm, j'arrive à rétreindre jusqu'à Ø1.6 intérieur, guère plus. Or, la buse d'extrusion devrait faire entre Ø0.35 et Ø0.6mm, et de préférence 0.4mm, standard de fait.

J'ai eu cette nuit une révélation : je pourrais sûrement sertir à l'extrémité de mon tube inox une pierre d'horlogerie (rubis), comme cette illustration, en ne retenant que la pierre perçée :

Mon concept y gagnerait sur tous les tableaux, et deviendrait très attractif : ce serait encore plus léger et simple, avec l'avantage déterminant d'une buse en corindon inusable "à vie". D'ailleurs, de telles buses en corindon, filetées M6 selon le standard actuel, sont déjà proposées (hors de prix), pour l'extrusion des plastiques chargés en carbone ou en verre, très abrasifs.

Mon problème est de disposer de deux ou trois exemplaires pour faire des essais de validation. J'ai fouillé Internet pour trouver des fournisseurs, mais on est dans des mondes à la fois très professionnels et très confidentiels, ça n'est pas facile... Et en tentant de récupérer sur de vieilles montres de vide-grenier, j'aurais peur de commettre inconsidérément des sacrilèges !

Peux-être que l'un d'entre vous aurait, dans ses fonds de tiroir, ce qu'il me faudrait ? Je propose en échange toute forme imaginable de dédommagement, dans l'esprit du forum (bonne bouteille , poème à la gloire du donneur , un truc original ou utile imprimé avec mon imprimante 3D Zatsit , etc...), ainsi que, évidemment, la prise en charge des frais de port.

Rappel de mes critères :
2.2mm > Øext >1.6mm
0.6mm > Øperçage >0.35mm

Merci, chaleureusement, d'avance !

 

[FB29]

Bonjour,

Intéressant ... par contre je me pose la question de savoir comment faire si la buse se bouche à cause d'une impureté (je sais, parfois je suis casse burnes) ? ...

Cordialement,
FB29

 

[Marc PELTIER]

La plupart du temps, j'ai pu déboucher et nettoyer mes buses par la procédure suivante :

• J'arase avec une lame de cutter, à froid, tout résidu de plastique qui émergerait de la buse à l'extérieur.
• Je chauffe ensuite doucement, vers 80 à 95°, selon les plastiques, en tirant régulièrement sur le filament, dans le sens de l'extraction. Le moignon de plastique qui avait été fondu se démoule alors parfaitement, en entraînant toute impureté éventuelle avec lui. La buse se retrouve propre comme neuve, c'est impressionnant !
• En variante, il m'est arrivé de chauffer un peu plus, puis de tremper carrément l'extrémité de la hot-end dans une coupelle d'eau froide : démoulage instantané garanti !

Je ne vois pas pourquoi ça ne marcherait pas aussi avec une buse en corindon. Par ailleurs, en cas de malheur avéré, cette buse resterait jetable et remplaçable comme les autres : j'espère qu'en utilisant, en série moyenne, des corindons industriels bien choisis, la différence de prix restera faible, ou au moins pas rédhibitoire.

 

[FB29]

Je ne vois pas pourquoi ça ne marcherait pas aussi avec une buse en corindon

C'est parceque je vois un rétrécissement brusque au niveau du rubis, ce qui me semblait propice à un blocage d'impuretés ... mais c'est peut-être une vision erronée ...

Cordialement,
FB29

 

[TRD]

Salut,

Contacte la société IMAJE à Valence, ou dans les environs. Ils font des imprimantes jet d'encre industrielles. La buse qui envoie l'encre est un rubis percé.

http://www.markem-imaje.fr/

 

[gaston48]

Bonjour,
Tu peux peut être faire un recuit intermédiaire des tubes, pour poursuivre la
retreinte.
Il faut que tu décollettes une monture, le sertissage n'est pas simple.
Sinon des buses en carbure ici :

https://french.alibaba.com/product-...-0-4mm-m6-from-manufacuturer-60730925626.html

https://french.alibaba.com/product-...er-print-head-for-1-75mm-mk8-60578991263.html

Pour de plus gros diamètre tu as des guide fils pour le textile en céramique aussi .

 

[Marc PELTIER]

Merci, TRD, mais il me faudrait plutôt l'adresse de ceux qui leur font le rubis perçé... Et de toute façon, faire tailler des rubis spéciaux par un spécialiste, c'est éventuellement dans un second temps, dans le cadre d'une série. Il faut d'abord que je vérifie que mon idée fonctionne comme je l'imagine, et qu'il n'y a pas un obstacle qui m'échappe.

Il me faut donc faire un prototype avec ce que je trouverai... De mémoire, les pivots de balancier de montre que j'ai vus me semblent avoir à peu près la bonne taille.

@FB29
La forme interne ne sera peut-être pas optimale pour le proto, mais si ça débouche sur une série, on demandera la forme qui va bien !

 

[AlliPapa]

Bonjour'

@Madman present sur le site ( avec de superbe reportage !) Devrait au moins pouvoir te guider..

Je suis avec intérêt tes idées ( zortrax m200)
Bat
Allipapa

 

[Marc PELTIER]

@gaston48
Merci. Tu m'avais déjà signalé le recuit particulier (inversé) de l'inox. J'ai essayé avec obstination, mais j'ai fini par laisser tomber. Compte tenu des écarts de diamètre visés (de Ø2 mm vers Ø0.4 mm intérieur), c'est vraiment très difficile (voire impossible) avec mes moyens.

Je ne méconnais pas la difficulté d'un bon sertissage, mais j'ai un petit tour assez précis, je devrais y arriver bien plus facilement que pour le rétreint. Encore une fois, je veux dans un premier temps faire un démonstrateur pour l'ensemble de l'idée, à moindres frais. Et les avantages spécifiques d'une buse en corindon sertie peuvent justifier une suite, en série moyenne, dans ce sens. De toutes façons, l'exécution du retreint direct sur le tube inox, qui m'était proposée par des spécialistes suisses et indiens, était hors de prix.

Pour les buses standard en carbure, je connais bien. Ce que je recherche, n'est pas plus de dureté, c'est d'alléger encore d'un facteur 5 l'ensemble de la Hot-End pour toute imprimante 3D, tout en la rendant plus simple et plus sûre. C'est tout-à-fait déterminant pour améliorer la qualité d'impression, l'impression multi-voies, la compacité, etc... La buse en corindon sertie n'est que l'un des moyens pour y arriver, et en plus, elle a des avantages propres...

Merci pour les guide-fil en céramique. Beaucoup trop gros, mais c'est toujours bon à connaître...

 

[gaston48]

Tu trouveras peut être ton bonheur dans du tube de Corindon aussi

https://fr.aliexpress.com/store/gro...26.html?spm=a2g0w.12010108.0.0.56081b4724QAnz

 

[Dodore]

Pour moi il y a deux questions
Buse en inox et buses en rubis
Pour les buses en inox pourquoi ne pas essayer le perçage plutôt que la rétreinte
Je ne suis pas specialiste en micro..micro mécanique mais peut être que sur le forum tu trouvera des conseils.
Pour les buses en rubis
J'ai visiter à Trevoux ( près de Lyon ) on musée des filières
Je ne pense plus que l'usine existe mais j'ai pu apprendre que dans le temps il fabriquait leurs filière par érosion et que plus récemment il fasait des filières avec un laser
Et une fois que tu sera sur du résultat tu pourras chercher un fournisseur, te faire fabriquer des rubis à la demande
Pour çe qui est du sacrilège des vielles montre de les casser pour faire de la récup il ne faut pas te sentir coupable chacun vois l'usage qu'il peut faire de ce qu'il possède ou de çe qu'il achete
Par exemple ( je fréquente bien les salles des ventes)
J'ai vu un gars qui a acheter un lot de 30 ou 40 cassettes vidéos de films connus, et je l'ai vu enlever les cassettes des boîtes
Je lui ai demandé çe qu'il voulais en faire
Reponse. Je cherche souvent des boites pour faire des envois postaux , et la boîte des cassettes est la bonne dimension
Donc il allais , je suppose, balancer les cassettes à la poubelle pour garder les boites ... Chacun voit son intérêt

 

[celtic14]

Bonsoir Marc
J'ai une (ce que je pense etre une filiere) avec une serie de rubis percé dessus +/- 10 faut que je la retrouve dans mon b.....je te tiens au courant debut de la semaine prochaine
a++
Henri

 

[JCS]

Salut à tous,

@Marc PELTIER,

Je dois avoir les rubis qui vont bien. Je suis actuellement en déplacement sur Dijon, je regarde mardi à l'atelier.

Je peux aussi te sertir le rubis sur un élément fileté M6 ou autre.

Ton projet est intéressant.

Est-ce que tes machines peuvent imprimer en cire ou résine calcinables pour être ensuite exploitables en fonte à cire perdue ?

@+

JC.

 

[gaston48]

c'est d'alléger encore d'un facteur 5

A trop réduire la masse de la buse et en même temps sa capacité calorifique, n'y as-t-il pas un risque
de mauvais transfert thermique vers la matière à extruder ?

 

[Vincent BARRE]

Bonjour,

http://www.3dmakerworld.com/olsson-ruby-nozzle-high-output
https://support.3dverkstan.se/article/66-the-olsson-ruby-instructions-for-use
http://www.upcarbide.com/e_products...ozzlediamond-nozzle-for-water-cutter-128.html

Des éléments de réponse
++

 

[Marc PELTIER]

@gaston48
Le transfert thermique est fonction de la surface d'échange entre le filament plastique et la zone de chauffe sur le tube en inox. Je cherche justement à l'augmenter, par rapport aux solutions actuelles, parce que c'est en effet un facteur limitant, surtout avec le PLA, qui présente une combinaison défavorable de capacité calorifique massique et d'enthalpie de fusion.

Cette question du transfert thermique vers le filament à fondre est en effet LE problème principal limitant la vitesse d'impression. Récemment, une équipe du MIT a proposé de préchauffer le filament avec un laser infra-rouge, juste en-dessous de la température de transition vitreuse, pour qu'il reste néanmoins rigide avant d'être fondu, et puisse être poussé mécaniquement dans la buse. On y gagne significativement en débit maximum d'extrusion à la sortie. Mais il y aura toujours une limite, pour un diamètre de buse donné, inhérente au comportement complexe du thermoplastique traité.

L'inertie thermique, c'est autre chose, à ne pas confondre. Une grosse hot-end un peu bourrin étalera les à-coups de la demande thermique par sa simple masse, sans que la régulation électronique ne soit guère sollicitée. Avec une faible inertie, la régulation doit être beaucoup plus réactive et fine. Le capteur doit être rapide, donc léger, et très bien positionné, notamment.

Pour mes développements, je travaille avec ReprapFirmWare (carte DuetWifi), qui gère très bien les aspects thermiques, et, selon mon expérience, il y a encore de la marge : même des trucs ultra-légers peuvent être régulés avec une ondulation inférieure à 1°C à 220°C, si le montage du capteur, et du corps de chauffe, n'introduisent pas trop de résistance thermique parasite.

P.S. Merci pour le lien sur les tubes Corindon. J'y vois aussi des tubes capillaires en quartz, au bon diamètre, que je pourrais étirer à la flamme pour faire la buse. Je garde ça dans un coin de ma tête. Je préfère pour l'instant la solution inox, que j'ai validée pour la partie refroidissement à eau en haut de la hot-end. Avec du quartz, je ne sait pas si ça marcherait aussi bien de ce côté là, il faudrait refaire des expériences.

 

[Marc PELTIER]

@JCS
Merci beaucoup ! Je devrais arriver à faire le sertissage moi-même, mais si j'échoue, je retiens ton offre !

Pour ce qui est des techniques à la cire perdue, la réponse est OUI !
Je n'ai pas eu le temps d'expérimenter moi-même, mais c'est sûrement une des applications les plus intéressantes de l'impression 3D !

Il existe des filaments en cire spéciaux (pro, assez cher...), qui permettent d'imprimer directement le modèle, et de le traiter ensuite comme n'importe quel modèle en cire, dans la suite du processus.

Mais il y a mieux : certains se sont servis de modèles imprimés en PLA standard, directement sublimés lors de la coulée. Ca a l'air de marcher... Chercher "LOST PLA FOUNDRY".

 

[Marc PELTIER]

@celtic14
Merci, mais n'abîme surtout pas ta filière ! J'imagine que c'est fait pour tréfiler du fil, c'est trop bien tel quel !

 

[JCS]

@Marc PELTIER
Donne moi stp ton adresse en MP afin que je t'envoie quelques rubis dans la semaine.
A+
JC

 

[gaston48]

lien sur les tubes Corindon.

je me demande s'il ne serait pas possible de faire des buses usinées en alliage d'aluminium
et de pratiquer une anodisation dure, avec un équipement très adapté à la pièce pour
anodiser l' alésage. On cumulerait légèreté, bonne conductibilité thermique et dureté de
la surface anodisée.

 

[Marc PELTIER]

@gaston48
Ah, ça, c'est une très bonne idée !

Cependant, dans mon concept actuel, l'utilisation de l'inox, en paroi très mince, a un double avantage : l'inox 316L étant un assez mauvais conducteur thermique, les 2,5 à 3 mm que je réserve entre la partie chaude et l'eau de refroidissement, avec un petit anneau de garde en PTFE, suffisent à limiter drastiquement le flux de chaleur qui remonte, de sorte que n'ai jamais eu besoin de mettre un radiateur de dissipation dans le circuit d'eau. La surface des tubes et du récipient suffit. En revanche, dans le sens perpendiculaire, il n'y a que 0.15mm d'inox entre le filament et l'eau de refroidissement : la résistance thermique est faible.

En passant à l'alu, le filament serait encore mieux refroidi, peut-être, mais le refroidissement par eau serait incomparablement plus sollicité, il faudrait sûrement un radiateur, et la hot-end devrait être plus puissante, pour compenser.

Ce qu'il faudrait idéalement, c'est un tube en alu avec un anneau de coupure thermique inséré dedans. Est-ce qu'une zone d'anodisation dure profonde, traversante ou presque, pourrait jouer ce rôle ?

P.S. Idée vraiment très féconde : l'ensemble de la hot-end pourrait être intégré en deux pièces seulement, avec un corps de chauffe formé par un anneau céramique direct sur l'alu, déjà présent dans le commerce des pièces pour imprimantes 3D (je l'utilise!).

Condition : qu'un étranglement judicieux rempli d'alumine, et mécaniquement assez solide, soit techniquement réalisable...

 

[gaston48]

Je n'ai aucune pratique dans l'impression 3d, j'imagine bien la buse standard hexa M6 en laiton, carbure ou garnie
d'un rubis saphir, mais pas bien la mise en oeuvre de ton tube inox ... d'ailleurs il vaut mieux que tu restes discret sur tes idées .

https://fr.made-in-china.com/co_kimchen8/product-group/rubies-sapphires_huoiouneg_1.html
https://french.alibaba.com/product-...icro-components-spray-nozzle-60402349558.html
https://french.alibaba.com/g/sapphire-nozzle.html
http://pack-haute-pression.fr/produit/buse-saphir-m4/

 

[Marc PELTIER]

Bah, la discrétion... Après avoir beaucoup réfléchi là-dessus, je suis maintenant convaincu qu'un olibrius imaginatif mais isolé, n'a aucun intérêt à jouer le jeu des brevets, qui sont devenus des machines à contrôler le marché, dans les mains des acteurs économiques dominants. Si tu n'es pas en mesure de défendre ton brevet avec l'armée d'avocats à $1500/h qui va avec, c'est même pas la peine d'essayer !

En revanche, avec l'Open Source, tu bénéficies d'une reconnaissance au moins morale, d'une communauté aidante (la preuve ici), et d'une agilité incomparable. C'est un autre monde, bien plus sympathique pour moi. Tu peux te faire piller par des chinois après quelques temps, certes, mais tu seras déjà passé à autre chose. En définitive, les copieurs coûtent moins cher que les requins des brevets...

Pour revenir à ma hot-end, voici en trois images de quoi il s'agit :

Actuellement, mon tube inox se termine par le filetage standard M6 de l'écosystème technique actuel, ce qui permet d'être compatible avec toutes les buses, corps de chauffe, cartouche chauffante, etc, du marché. Et ça marche très bien. C'est ce qui va sortir avec la campagne K.S. imminente pour Zatsit.

Pour aller plus loin en légèreté et simplicité, je dois m'affranchir du système actuel, et prolonger directement le tube inox pour en faire une buse. L'ensemble qui chauffe et qui mesure est une pièce spéciale qui se clippe simplement sur ce tube inox.

 

[gaston48]

Ok compris.
Quelles sont les exigences de l’extrémité de la buse, de la dimension maximale
du plat entre l'orifice et le chanfrein de buse ?

 

[Marc PELTIER]

Bonne question, encore très discutée. Il y a plusieurs considérations :

1. Si la buse est pointue (angle de pointe >= 90°), avec un anneau plat réduit à, disons, le Ø d'orifice + 50%, on est censé avoir une meilleure capacité à fournir des détails à haute résolution, parce que la buse est moins sujette à faire fondre le plastique déjà en place.
2. Si la buse est plus plate, la température est censée être plus régulière, vue du filament, jusqu'à l'orifice de buse.
3. Si l'anneau plat est large (3 à 4 fois le Ø d'orifice, ou plus), on a une meilleure apparence des surfaces horizontales, par ce que la buse fait aussi office de fer à repasser.
4. J'ai lu des considérations de rhéologie qui recommandent un canal de buse d'une longueur proche de 2x le diamètre de buse. Plus court, ça s'extrude plus facilement, mais avec des turbulences: l'extrudat forme des boucles erratiques. Plus long, l'écoulement est laminaire, l'extrudat sort bien droit, mais ça résiste beaucoup plus. Au-dessus de cette partie cylindrique, un canal d'extrusion formé de plusieurs sections cylindriques croissantes semble provoquer moins de résistance qu'un canal conique.
5. Dans certains cas, le logiciel trancheur est conduit à élargir l'extrusion, pour boucher un vide, jusqu'à deux fois le diamètre de buse. Il faut donc un plat au moins de cette largeur.

Le point 2 ne me paraît pas très pertinent. J'ai vérifié 1, 3 et 4.

Voici ce qu'en pense E3D, le leader du marché des buses. Ils sont la principale source d'information, et je leur fais, dans l'ensemble, confiance.

Dans le cas d'un rubis serti dans un tube inox Øint 1.95 environ, seules les cotes A, B et C sont applicables.

Je pense qu'une gamme comprenant les diamètres 0.4 (passe-partout), 0.3 (haute résolution) et 0.8 (haut débit de matière) serait déjà très bien.

 

[gaston48]

Très intéressant tout ça, merci pour toutes ces infos.
Je pense que tu trouveras facilement des coussinets en saphir ou rubis cylindrique,
le problème se situera au niveau du sertissage, pour qu'il soit très sûr, il faut que tu
puisses refoulé la matière pour enfermer la pierre, mais dans ce cas la pierre ne va
pas affleurer, il manquera au coussinet un bon chanfrein pour loger le collet du sertissage.
Sache qu'en reprise, usiner un chanfrein est faisable avec une meule diamant sur ton petit tour.
Demande au besoin des conseils à Joumpy.
Dans les années 70, j'avais visité les Ets Cheval Frères très très intéressant ... notamment
une bonne copine opératrice
https://www.cheval-freres.fr/rubis-saphir-pierres-d-horlogerie.html

 

[Marc PELTIER]

Je n'avais pas pensé que je pouvais usiner le rubis avec une meulette diamant, pour le prototype. En effet, c'est un truc que je peux faire avec mon petit tour, bien réglé, et un petit goutte-à-goutte pour refroidir...

Le sertissage doit être solide : on a calculé que la pression interne pouvait atteindre 100 bars ! Heureusement, la surface est minuscule. En première approximation, la force qui tend à chasser le rubis est égale à celle appliquée par l'extrudeur sur le filament (5 à 12 kgf).

 

[Dodore]

Si ça t'intéresse il y a une vente se mercredi â Villefranche
http://www.interencheres.com/fr/meubles-objets-art/vente-courante-du-mercredi-ie_v113134.html
Le lot Numero 29 trois montres pour une estimation de 20 euros je pense plutôt à 40 euros plus environ 20% de frais ( en cliquant sur la photo elle s'agrandit) je ne sais pas si elles ont des rubis
Si ca t'intéresse
Tu peux soit contacter le commissaire priseurs pour voir les modalités d'un ordre d'achat
Ou bien si tu veux je peux te les acheter et te les envoyer
Tu me dis...

 

[gaston48]

https://www.hardex.fr/ceramiques

 

[joumpy]

Donne tes dimensions pour un proto et je regarde...