Imprimante 3D : paramètres

[Mat63]

Bonjour,

Mon ANET A8 ne m'apportant pas satisfaction après pas mal de modification j'envisage de réaliser ma propre imprimante.

En effet j'ai réalisé plusieurs améliorations qui me semblaient indispensables :
- Fixation à l'aide d'équerre en cornière de 35mm sur une planche de 40mm d'épaisseur
- Mise en place d'équerre en tôle de 2mm pour rigidifier les montants
- Système de tension X et Y
- Coussinet en bronze en X et Y
- Plateau de verre
- Fabrication d'un caisson (↘ consommation électrique, moins de décollement en théorie)

La structure acrylique est maintenant parfaitement rigide mais j'ai toujours le soucis des glissières à base d'arbre ⌀8mm qui fléchissent facilement.
Par conséquent le réglage du Z est toujours aussi laborieux et peu fiable.
Malgré l'utilisation de colle l'impression de la première couche reste difficile et quand celle-ci réussi j'ai souvent la malchance de voir les angles se décoller.

C'est ainsi que j'en suis arrivé à songer à me fabriquer ma propre imprimante sur un châssis et des glissières rigides.
Le top du top aurait été de monter le tout sur des glissières linéaires à billes sur rail SKF LLTHC-15A mais le prix est plutôt dissuasif pour cette utilisation.
J'ai donc commandé pour voir ce que ça vaut 2 arbres + 2 profilés SBR12C + 4 patins SBR12UU. J'envisage aussi d'utiliser des glissières à billes sur rail MGN12H.

Le couple moteur étant fonction de la masse à accélérer et de l'accélération j'ai regardé dans MARLIN quelles étaient les valeurs de base de mon imprimante.

#define DEFAULT_MAX_ACCELERATION { 2000, 2000, 100, 10000 }
#define DEFAULT_ACCELERATION 400 // X, Y, Z and E acceleration for printing moves
#define DEFAULT_RETRACT_ACCELERATION 1000 // E acceleration for retracts
#define DEFAULT_TRAVEL_ACCELERATION 1000 // X, Y, Z acceleration for travel (non printing) moves

Pourriez-vous me dire si ces valeurs sont dans la moyenne de ce qu'il se fait ou si c'est plutôt bon/mauvais.
Les axes X et Y sont entrainés par des poulies/courroies GT2-16 soit une avance de 32mm/tours.

P : puissance W
F : force en N
V : vitesse en m/s
a : accélération m/s²
Z : nombre de dent
P : pas mm
m : masse kg

P=F*V
Or P=C*W
-> C*W=F*W*[(Z*p)/(2*PI)]
-> C=F*[(Z*p)/(2*PI)]
Or F=m*a
-> C=m*a*[(Z*p)/(2*PI)]

Pour une plateau de 1kg et une accélération de 2000mm/s² il faut prévoir un couple moteur Cm=1,02N.cm
Pour une plateau de 1kg et une accélération de 1000mm/s² il faut prévoir un couple moteur Cm=0,51N.cm
Pour une plateau de 1kg et une accélération de 400mm/s² il faut prévoir un couple moteur Cm=0,20N.cm

(En négligeant les frottements, glissières idéales, rendements parfaits etc).

En regardant un petit peu les fiches techniques des moteurs NEMA17 je vois que ceux faisant 40mm de long offre des couples de maintient de 0,4Nm soit 40N.cm.
Ce couple serait suffisant pour mon application si le couple de maintient est proche du couple qu'est capable d'offrir le moteur en dynamique. Est-ce le cas?

Il est tard et pas impossible que j'ai écris une ânerie alors soyez indulgent ^^.

Merci d'avance .

 

[cr-_-]

Bonjour,
que de questions

Pour la première partie effectivement un Z qui se dérègle tout le temps est une plaie, je ne suis pas sur que ça viennent que des rails par contre, la structure c'est vraiment de la guimauve et même avec tes fixations je ne suis pas sûr qu'il n'en reste pas un peu.

Sur quelle architecture de machine tu voudrais partir ?

Pour une imprimante 3D des rails prismatique en 15 ou même en 12 sont très largement sur-dimensionnés. pour la mienne j'ai pris des rails mgn9 et des chariots mgn9h avec une précharge "moyenne" sur aliexpress (pas vraiment de valeurs de précharge mais après vérification au comparateur il n'y a pas de jeu, à voir après mise en route).

Au vu des valeurs de charge etc j'aurai pu prendre des mgn7 aussi mais c'est moins pratique (visserie en m2 principalement).

du sbr12 est plus lourd par contre il n'est pas impossible que tu puisse te servir uniquement du rail sans profilé derrière pour les axes donc au final peut-être kif-kif. Il faudra voir si tu peux précontraindre tes douilles pour limité le jeu

Pour le couple, le couple de maintient est le couple maximal que peut offrir un moteur pas à pas. ce couple diminue avec la vitesse
quelques éléments de réponses ici: https://www.usinages.com/threads/courbe-couple-vitesse-moteur-pas-a-pas.115621/
ou autre ici : https://www.usinages.com/threads/cnc-v1.50778/page-4

Pour mon cas avec une architecture core xy j'ai des accélérations de l'ordre de 1000mm/s² j'avais testé à beaucoup plus (vers 2000 de mémoire) mais j'ai préféré diminuer par sécurité (et cette imprimante à des rails de réemploi avec du jeu il faut lui laisser le temps de bouger)

 

[Mat63]

Yop,

Merci pour tes réponses je vais aller jeter un œil à tes liens .

C'est de la guimauve d'origine mais maintenant qu'elle est équerrée et vissée de partout c'est rigide (9 morceaux de cornières de 35x3.5mm et grande équerre en tôle pliée de 3mm sur le côté le tout vissé dans la planche de 40mm) .

Je n'ai plus de problème avec mon plateau !!!
C'est un vrai régal de pouvoir lancer une impression sans passer des heures à la régler!
Je n'utilise même plus de colle, j'imprime directement sur le plateau de verre et c'est nickel.

Je vais maintenant pouvoir me consacrer aux autres réglages (je n'ai par exemple jamais vérifié le calibrage de mon extrudeur).

Concernant l'imprimante que j'aimerais construire je vais partir sur un portique, le core XY me semblant être une vraie usine à gaz.
De plus ce sera une expérience enrichissante car je vais ensuite enchainer sur la construction d'une fraiseuse à commande numérique.

Je vais prévoir des vis TR8X8 pour les axes et si ça ne passe pas en terme de vitesse je monterais une courroie. Je vais prévoir à la conception une interchangeabilité de ces deux systèmes de transmission. Ce qui me plait avec la vis TR8X8 c'est qu'il n'y a plus de tension, plus d'allongement de la courroie etc. Niveau rendement à voir, les vis TR ne brillent pas la dessus mais la c'est un pas de 8mm, ce qui est énorme, donc réversible, par conséquent plutôt bon je pense.
A partir de la relation de la force et du couple dans une vis on voit bien que le rendement augmente quand le pas augmente.
F = (η *C*2*π )/p ⇒ η = (F*P)/(C*2*π)

Dans le calcul du couple moteur il y a une donnée difficilement accessible c'est le frottement dans les glissières. En effet la documentation SKF par exemple ne s'applique pas à des glissières bon marché . Il serait alors intéressant de mesurer celui-ci expérimentalement. Je vois deux méthodes :
- faire un peson avec une jauge, piloter un moteur pas à pas et acquérir les données avec un ARDUINO
- à l'aide d'un simple peson et d'une caméra
La deuxième méthode me plait car elle est simple et rapide à mettre en place.

Je me suis fais un tableau EXCEL pour le dimensionnement des moteurs avec 3 solutions d’entrainements, VTR, courroie et VAB.
La VAB est de loin la plus mauvaise solution du moins en diamètre 16mm car elle apporte beaucoup trop d'inertie au système (après une recherche très succincte je n'en ai pas vu en diamètre inférieur).

J'ai reçu mes glissières SBR12 elles ne sont pas trop mal à première vue en dehors du bruit...
De ce que j'ai vu en vidéo les glissières à bille sur rail MGN (HIWIN ou non) c'est pareil.