Zatsit, l'imprimante 3D delta sans mécanique !

[Marc PELTIER]

Yes!! Merci pour l'intérêt (et la patience) !

La vidéo pour Kickstarter est en cours de montage, je la publierai ici dès qu'elle sera prête. Comme le graphiste qui s'en occupe travaille aussi pour la télé, je crains qu'il faille attendre pour après les élections (les soirées électorales consomment beaucoup d'heures de graphiste, dit-on)...

En attendant, j'ai mis au point différentes choses, dont cette Hot-End à 3 couleurs refroidie par eau.

C'est le même principe que la Diamond, montrée à côté, mais il y a une micro- buse interchangeable en inox, et elle ne pèse que 26g. J'espère, avec ça, taquiner les vitesses extrêmes : le volume de plastique extrudable par seconde devrait être nettement plus élevé, tout en gardant un poids très faible. Pour l'instant, j'en suis à 420 mm/s de vitesse effective, avec une Hot-End à voie unique à refroidissement par eau, et une accélération de 3G, sans trop de ringing.

Ces essais de vitesse ne visent pas à établir des records un peu futiles, et toujours discutables, mais à optimiser le rapport qualité/vitesse de la machine...

 

[RacingMat]

Bravo !
je viens de lire les premiers posts de nov 2015 : belle persévérance et bonne chance pour ta campagne

 

[J-Max]

Bonjour,

Heureux que le projet suive son cours. Les 420mm.s c'est théorique j'imagine ?
Car dis-moi si je me trompe, à moins d'avoir des vitesses d'accélération astronomiques ou d'imprimer une pièce énorme aux contours simples,
il est probable que tu demandes peut être 420mm.s, mais que tu ne les atteignes pas souvent, voire pas du tout (en impression, s'entend).
En tous cas ça aiguise ma curiosité, car avec ma E3D V6 je n'y parviendrai pas, sauf en chauffant au delà des recommandations pour le filament.
On en saura un peu plus sur ta campagne, j'imagine.

++JM

 

[Marc PELTIER]

Je me suis fait une "Tour de vitesse", comme il y a des "Tours de température", un objet simple qui s'imprime en un petit quart d'heure. Ce sont des segments de 30mm, en simple paroi, assemblés avec des angles de faces variés, pour apprécier la qualité des arêtes, selon les angles. Chaque tranche de 3mm de hauteur correspond à une progression de 20% de la vitesse. 30mm/s en bas, et 420mm/s en haut.

J'annonce 420 mm/s effectifs, parce que, avec 3G d'accélération (29430 mm/s²), cette vitesse est atteinte en moins de 4 mm. Chaque segment de 30mm est donc parcouru sur 22mm à la vitesse maximale annoncée. Voir le calculateur Prusa au bas de cette page :
http://www.prusaprinters.org/calculator/

Je teste les grandes vitesses pour éprouver ma mécanique, mais bien sûr, j'ai des problèmes avec la capacité d'extrusion, et je suis obligé de réduire la hauteur de couche pour les vitesses les plus élevées, sinon, il y a sous-extrusion. Je dois aussi avoir un refroidissement très efficace, à donf, car à 420mm/s le temps de couche est de l'ordre de la seconde. C'est pourquoi je suis paradoxalement obligé d'utiliser du PLA, que je chauffe jusqu'à 250°C. L'ABS, qui s'extruderait plus facilement, n'accepte pas d'être refroidi aussi brutalement, sans craquer.

En fait, la mécanique seule peut bouger au moins à 600mm/s et 3G sans perdre de pas, et probablement sans ringing rédhibitoire. Mais, évidemment, l'extrusion ne suit pas. C'est pourquoi j'ai développé la tête 3 voies, qui devrait permettre des vitesses volumétriques d'extrusion plus élevées, en poussant un filament identique simultanément sur les trois voies, ce qui, en principe, triple le flux thermique, et donc la capacité d'en fondre un certain volume par seconde. Par ailleurs, avec trois moteurs d'extrusion en parallèle, on a évidemment plus de puissance. Après, je pense que l'extrusion visqueuse à travers la buse sera le facteur limitant incontournable.

En tout cas, en fixant les déplacements hors impression à 600mm/s, et l'accélération à 3G, on a un avantage imprévu : plus aucun "cheveu d'ange" (stringing), même sans aucune retraction !

 

[J-Max]

Re,

Bon, en contour spirale, on triche un peu là car c'est quand même la configuration idéale pour aller vite.

Sinon, je comprends bien les problèmes d'extrusion à haute vitesse.
A cette vitesse, même si le bloc est chauffé à 250°C, le PLA n'a probablement pas le temps d'atteindre cette température avant de sortir.
Sauf que ça pose de vraies questions d'avoir un bloc de chauffe à plus de 30°C au dessus de la température maxi du fil.
Surtout dans des conditions normales d'impression, c'est à dire avec des pauses, des déplacements, des levées de Z,
et surtout une vitesse d'impression variable nécessaire pour les ponts ou les couches rapides.
Car là en ralentissant, le fil risque d'être tout bonnement cramé.

donc j'ai bien compris que c'était pour du benchmark, et inexploitable en condition réelles et pour des couches raisonnables (>100µ).
Bien sûr, aller très vite sur des très fines couches est plus long que d'imprimer deux fois moins vite sur des couches plus épaisses. (Trajets x2, etc.)

J'ai bien lu, tu as tes paramètres d'accélération réglés à 29430mm/s² ?
Je ne suis pas un spécialiste des Deltas, pourtant cela me semble très haut, même pour du Nema17 en 1/16.
Les valeurs les plus élevées que j'ai rencontré sur imprimantes 3D étaient à peine au dessus de 10000mm/s².
Et quelles valeurs de Jerk sont paramétrées à cette vitesse ? Et j'imagine que tu as un controlleur en 32bits pour que ça suive...

++JM

 

[Marc PELTIER]

Ce n'est pas du contour spirale, car les process multiples de Simplify3D (le slicer que j'ai utilisé), qui sont nécessaires pour faire varier la vitesse et éventuellement la hauteur de couche tous les 3mm, s'avèrent incompatibles avec l'impression en mode contour spirale. C'est donc de l'impression normale d'un contour polygonal en zigzag, simple paroi.

Et effectivement, c'est le seul type d'objet de test qui permette d'isoler la vitesse pure de la buse de l'imprimante, pour en tirer des enseignements non parasités par d'autres considérations. Ça ne prétend pas du tout être la vitesse utilisable en moyenne dans la vraie vie, c'est évident.

PLA à 250°C :
Au début, je craignais les mêmes choses que toi, et j'évitais tout ralentissement à haute température, craignant de boucher ma Hot-End. Puis, les heures d'essais se succédant, ma vigilance s'est relâchée, et j'ai plusieurs fois oublié la machine plusieurs heures avec la Hot-End à 250°C, avec PLA. Aucun inconvénient, pas de colmatage, rien. D'ailleurs, je n'ai jamais eu de colmatage avec mes Hot-End refroidies par eau, jamais. C'est du PLA de chez 3DGrossiste, noir, et blanc, peut-être est-ce différent avec d'autres variétés, mais celui-là supporte très bien de stagner quelques heures à 250°C, et ça repart sans problème après refroidissement depuis 250°C, sans purge.

Accélération et jerk :
J'utilise actuellement une électronique Duet Wifi, avec ReprapFirmware, des moteurs NEMA17 à faible inductance, 0.9°, sous 24V, alimentés à 90% de leur courant nominal (cad tièdes), en mode 16 micropas interpolés à 256. C'est, je pense, la meilleure configuration actuelle pour faire ce genre de test, et ça marche très bien. En tout cas, l'électronique n'est pas, pour l'instant, un facteur limitant.

Effectivement, la valeur d'accélération est extrême pour ces tests, les deltas sont habituellement configurées entre 3000 et 10000 mm/s², et d'ailleurs je configure entre 6000 et 9000 mm/s² quand je recherche les meilleurs résultats pour la qualité d'impression pure.

Pour le jerk, ça dépend de la définition qu'en donne le firmware. Pour ReprapFirmware, le jerk, c'est la vitesse instantanément accessible, sans gérer d'accélération. Pour SmoothieWare ou Repetier, c'est une autre définition. J'ai testé jusqu'à 3000 de jerk en X,Y et Z (50 mm/s instantanés), et la mécanique suit sans perdre de pas, mais on entend clairement qu'il y a un choc à changement de direction, et du ringing apparaît. Je cherche toujours un optimum, et pour l'instant, j'ai l'impression qu'il vaut mieux une forte accélération, avec un jerk plus modéré (900 quand même...).

J'ai constaté aussi une grande interaction entre les paramètres d'accélération et de jerk de l'extrudeur, et ceux des mouvements. Tout ça est assez subtil. Par exemple, avec une vitesse faible et un jerk très élevé, on risque du ringing, mais en revanche la vitesse d'extrusion du plastique devient quasi constante, ce qui améliore la qualité générale d'impression, notamment celle des arêtes.

Mécanisme en Hylite :
Je crois que le principe des charnières en polypropylène est pour beaucoup dans la tolérance de la mécanique aux très hautes accélérations et jerk, à condition que les masses déplacées restent faibles.

En effet, l'ensemble reste très légèrement visco-élastique, et amortit bien les chocs. Cette souplesse serait un inconvénient avec des têtes lourdes, parce que le ringing apparaîtrait plus tôt, mais avec des têtes très légères comme celles à refroidissement par eau que j'ai développées, c'est vraiment optimum.

 

[J-Max]

Re,

J'étais prêt à te laisser le bénéfice du doute, mais tu me rassures pour les valeurs d'accélération, qui sont dans une fourchette connue.

Je ne connais pas bien ReprapFirmware. Ni le filament de 3DGrossiste. En revanche, je suis aussi utilisateur de Simplify3D.
N'était-ce pas plus simple d'insérer des G94, Fxxx.xx dans le gCode plutôt que de faire des processus multiples ?
Je partage ton avis sur le réglage du Jerk qui reste assez indistinct et oui le paramètre est interdépendant avec l'accélération.
Mais même avec des éléments très lights <40g et une bonne mécanique,
je ne suis jamais monté aussi haut en accélération sans dégradation des contours ou apparition d’artefacts.

La mécanique et le poids des éléments mobiles limitent l'accélération, mais jusqu'ici tout dépend aussi de la finalité que tu recherche.
Par exemple, la (haute) vitesse, même si on la limite pour conserver une impression propre et juste, a aussi une influence négative sur la solidité des pièces.
Moi qui n'imprime pas de Pokemon mais des choses utiles, je suis plus intéressé par la qualité et la robustesse des impressions.
D'autant plus que j'ai un petit parc d'imprimantes, donc je ne suis pas en train de trépigner à attendre la fin de l'impression pour lancer une nouvelle pièce,
et j'ai configuré mes machines pour avoir des spécificités (prototypage rapide, précision, multimatériaux, etc.).
C'est plus simple et plus versatile que de n'avoir qu'une seule machine, relativement figée, et qui est bonne dans tous les cas de figure.

Concernant la hotend qui chauffe à vide à 250°C, effectivement ça ne doit pas être un problème.
Le PLA en contact avec le corps de chauffe coule, et donc reste vide, même s'il peut générer des résidus,
tout comme une hotend qui tourne à vide à la bonne température. Ça doit juste arriver plus vite.
En revanche, si tous les filaments ne brunissent pas au delà de la température maximale, il est possible que des effets indésirables soient toutefois à craindre.
Notamment le filament qui serait plus fluide que nécessaire lors du dépôt ou plus certainement une fragilité accrue de la pièce.
Je te dis ça car j'ai réalisé plusieurs tests de casse et j'ai noté qu'il y a un effet parabolique.
A température basse la cohésion entre les couches est moins bonne la pièce est très fragile. Plus chaud, les couches sont mieux soudées.
En revanche, au delà d'un certain seuil (autour de 235°C pour le PLA), la cohésion est bonne mais la pièce devient très cassante.
Un choc pou de la compression peut briser la pièce en plusieurs fragments et la résistance à l'élongation chute.
C'est moins sensible pour l'ABS ou le PETG qui ont une plasticité intrinsèque, mais on peut voir d'autres problèmes.
L'ABS coule et devient moins homogène, tandis que le PETG s'opacifie. Bref, d'expérience : trop chaud = pas bon.

Pour la structure en hylite, je ne demande qu'à voir ce que ça donne. Vivement ta campagne.

++JM

 

[toff]

Yes!! Merci pour l'intérêt (et la patience) !

Moi je suis content que tu n'aille pas trop vite je n'ai pas fini mes sujets en cours et je compte bien te commander un kit.
Je n'ai pas encore eu le loisir de mettre le nez comme il faut dans le sujet 3D, mais ton approche me séduit et je suis prêt à te suivre sans souci

 

[Marc PELTIER]

@toff
Merci, c'est sympa.

@J-Max
D'accord avec tout ce que tu expliques. Encore une fois, je ne donne pas de conseils d'utilisation, je teste mon imprimante aux limites, et ma foi, elle ne se comporte pas mal...

 

[J-Max]

Re,

Oui, et c'est ce qui aiguise la curriosité. En plus elle est plutôt réussie niveau design ce qui ne gâte rien.

++JM

 

[Nossolov]

Un projet que je pensais abandonné et que je retrouve par hasard !
Je vois que les choses ont avancé, et plutôt bien. J'étais client dés le départ et je le suis toujours, sauf tarif rédhibitoire du kit bien évidemment.
La démarche me semble judicieuse depuis le début et les tests de flexion des charnières qui avaient déclenchés des réactions un peu vives sur certains forums.
J'ai les mêmes problématiques de J-Max en terme d'exploitation des imprimantes, et je me rends compte au fil du temps qu'aspect, solidité, précision dimensionnelle et, parfois, étanchéité sont le résultat d'un compromis à l'extrusion pas forcément stable ou reproductible. Par contre, plus la cinématique de l'imprimante est soignée, plus on a de chance d'arriver à ce qu'on veut, et c'est ce qui m’intéresse ici. Pour le reste, du moment que ça soit réglable, il y aura toujours moyen de faire quelque chose. Je suis cependant d'accord avec vous : il sera difficile de proposer une imprimante mécaniquement efficace mais qui produit des impressions médiocres à cause de composants annexes peu performants.
Je serais curieux sur 2 points.
Pourquoi avoir mis la bobine et les moteurs en position haute ? Aurait on encore besoin des 2 bras rigidificateurs si ce poids était déplacé ? Pourra t on utiliser des bobines de plusieurs kilos ?
Avez vous fait des tests de précision dimensionnelle sur les trous "imprimés" ?

Aucune question sur une possible date de disponibilité, mais c'est quand même frustrant de voir ces développements et de ne rien pouvoir tester !
Bon courage pour la suite.

 

[Marc PELTIER]

Merci de vos appréciations.
La position de la ou des bobine(s) n'est pas imposée : on peut aussi l'installer sur l'un des profilés, sur un support dérouleur posé à côté de l'imprimante, ou bien encore en utiliser plusieurs, enfilées sur une barre horizontale installée au-dessus de l'imprimante. Chacun choisira selon le contexte d'utilisation.

Il est vrai que les masses des moteurs et de la bobine, implantées en haut de la machine, favorisent les oscillations à basse fréquence de la structure, et donc le ringing. J'ai cependant conservé cette position, au moins pour les moteurs, parce que cela permettait d'intégrer, dans un même ensemble en Hylite, les supports des moteurs et ceux des détecteurs de fin de course à effet Hall. Il est important que ces détecteurs soient mécaniquement protégés, et dans une position garantie stable, relativement aux moteurs et aux parties mobiles. Comme ces fins de course sont toujours en haut dans une machine Delta, les moteurs le seront donc aussi.

Par ailleurs, avoir les moteurs et les fins de course proches permet un câblage court, compact et facilement accessible, si l'électronique est placée également en haut.

On remarquera qu'il est toujours possible, avec le même kit, d'inverser la structure, pour avoir les moteurs en bas, mais il faudra faire son affaire des fins de course à installer en haut, et des câblages rallongés. Il faudra aussi accepter une inévitable diminution de la course en Z, à cause des poulies de renvoi qui se retrouveront en haut... Je n'ai pas réalisé de prototype de cette façon, mais c'est possible.

Dans tous les cas, les bracons de rigidification améliorent le ringing, d'une façon si évidente que j'ai décidé de les incorporer dans le kit. On peut toujours s'en passer, mais c'est dommage : en gros, on peut doubler la vitesse pour une même ampleur du ringing.

L'arme absolue pour la rigidité, c'est d'accrocher la machine à un mur, avec quatre bras courts : la structure est alors complètement triangulée, et devient aussi rigide que le mur lui-même !

Pardon pour le désordre des fils : c'est un proto...

P.S. Précision des trous : c'est un problème bien connu, mais c'est surtout un problème de slicers, et de facettes dans le fichier STL. Il n'est toujours pas bien résolu, à ma connaissance (mais je n'ai pas encore essayé les dernières versions de Cura et Slic3r). Pour ma part, j'agrandis les trous à la création des STL, et je fais attention au nombre de segments par lequel le cercle sera approximé.

 

[Nossolov]

C'est assez radical comme fixation... Mais efficace.
Découpler bobine et imprimante est effectivement la solution qui a le mieux marché pour moi. Reste seulement 3 nema17 et l'électronique en haut. Ce n'est pas si lourd après tout.
La réalisation des trous est effectivement un vieux problème non encore résolu à ma connaissance (sauf par Stratasys !). Après pas mal d'essais, je ne pense pas que les slicers soient en cause : le même fichier réalisé sur 3 imprimantes différentes donne des résultats sensiblement différents, mais à peu prés stables suivant la machine. Tout se passe à mon avis entre la tête et la surface de la pièce, quand on tire sur la matière à l'état pâteux. C'est cette différence entre machines qui est surtout ennuyeuse car elle impose de faire une version de pièce par machine. Je ne m’attends absolument pas à ce que votre imprimante résolve ce problème, mais je suis curieux de ce que ça peut donner avec un extrudeur "à eau", des couches fines (ou pas) et des vitesses importantes.

 

[cedric91540]

Pas fragile comme systeme ?

 

[Marc PELTIER]

Fragile, quoi ? La fixation, ou les articulations en Hylite ?
Comme on ne peut pas penser que la fixation au mur soit jugée fragile, je pense qu'il s'agit des charnières, et que cedric91540 n'a pas lu tout le fil.

J'ai plié plus de 14 millions de fois une charnière, et je n'ai pas pu la rompre ensuite, à plus de 10kg de charge, après cette épreuve d'endurance.
Par ailleurs, ça fait 18 mois que mes protos sont torturés de façon invraisemblable, et tournent plein pot, sans la moindre altération. Je ne sais pas quel autre système mécanique aurait été aussi en forme après avoir subi tout ça...

Non, ce n'est pas fragile, au contraire, c'est particulièrement robuste et durable, je suis désormais en mesure de l'affirmer.

 

[serge 91]

Bonjour,

et que cedric91540 n'a pas lu tout le fil.

Je pense surtout qu'il n'a rien lu du tout et qu'il a été pris d'une folie de postage( voir la série d’hier soir!)

 

[osiver]

Quelqu'un qui cherche les 40 posts peut-être ??

 

[serge 91]

Quelqu'un qui cherche les 40 posts peut-être ??

Oh, tu crois, on a jamais vu une chose pareille, c'est vachement rusé dit donc!

 

[Aiwass]

pour le coup, c'est bien la fixation au mur que je trouve légère. deux petite cheville aussi proche l'une de l'autre, et avec le bras de levier, j'aurais peur qu'elles s'arrache et que la machine finisse en pièce 1 metre plus bas. en gardant la triangulation des bracon, mais en agrandissant la corniere de liaison pour écarter les point de fixation dans le mur je serait plus confiant. mais s'a n'engage que moi. et puis vu les tests que subit cette pauvre machine, le support doit en prendre plein les chevilles aussi.

 

[Marc PELTIER]

J'ai réalisé les fixations vite-fait, à partir d'une cornière en tôle mince pliée, et effectivement, les deux chevilles de chaque fixation sont trop proches, j'aurais du n'en mettre qu'une seule, plus grosse, qui aurait largement suffi. Et je n'ai aucune inquiétude sur la stabilité : je pourrais m’asseoir dessus !

Et puis, même avec d'énormes accélérations, les efforts dynamiques restent faibles : la totalité des parties mobiles pèse moins de 220g !

 

[toff]

Bonjour Marc,
as-tu des news?

 

[Marc PELTIER]

Hi Toff!

Septembre, promis ! Je suis en train de mettre au point ma gamme de Hot-Ends intégrées refroidies par eau, et d'extrudeurs "Direct Distant" : Pas de tube bowden, mais moteur à distance pour ne pas avoir à remuer son poids, (comme Zesty Nimble, mais avec une architecture différente).

Mon prototype en cours : Extrudeur direct distant + Hot-End monovoie : 29g !

Mon objectif est de pouvoir faire des têtes multi-matériaux (buses séparées avec températures indépendantes) en direct drive, moins lourdes qu'une Hot-End classique genre E3D-V6. Autrement dit, donner aux deltas la capacité de travailler en multi-matériaux, tout en gardant leurs avantages.

 

[bipbip30]

bonjour, il n'y a plus rien à vendre sur ta boutique. Tu as fait une campagne sur kickstarter au final ?

 

[Marc PELTIER]

La boutique n'a jamais été activée. Elle ne doit l'être qu'après le lancement d'une campagne de crowdfunding, kickstarter ou autre.

Je reconnais être très en retard sur mes annonces successives. Mais je pense que cela doit être perçu comme un gage de sérieux et d'optimisation de mon offre.

En fait, si j'ai une idée nouvelle, je veux l'aboutir et l'intégrer. J'aurais pu m'en tenir au mécanisme à charnières réalisé en Hylite, et lancer il y a longtemps. Mais la Zatsit d'aujourd'hui est bien meilleure...

 

[Momoclic]

Bonjour,
Aussi sérieux et performant que soit ton projet, pendant que tu cogites la concurrence progresse :
https://www.cetus3d.com/

Pourquoi ne pas proposer un simple kit avec seulement la partie mécanique et une option pour l'extrusion ?
Jusqu'à la machine complète...
Aujourd'hui il faut certes des arguments mais, malheureusement, il faut aussi aller trés vite...

 

[fredcoach]

Je reconnais être très en retard sur mes annonces successives. Mais je pense que cela doit être perçu comme un gage de sérieux et d'optimisation de mon offre.
En fait, si j'ai une idée nouvelle, je veux l'aboutir et l'intégrer.

D'un point de vue technique, c'est très bien.
D'un point de vue commercial, c'est l'un des meilleurs moyens de mordre la poussière.
Parce qu'entre temps, ce sont les concurrents qui gagnent de l'argent et s'installent sur le marché.
Une règle de base du marketing d'un nouveau produit c'est de le vendre dès que ça marche et de continuer de l'améliorer une fois que l'argent rentre.

 

[toff]

Je suis un peu de votre avis, mais je pense que l'on ne peux pas comparer la cetus3D et Zatsit.
Pour moi, d'un point de vue purement mécanique, la cetus sera bien loin en terme de précision de ce que prépare Marc.

Après, il est sûr que les personnes qui viennent à la 3D et s'équipent avec la concurrence, sont pour le plus grand nombre des clients de perdu...

 

[Yakov TOPRAK]

2 ans de retard c'est dommage.
momoclic, fredcoach et toff ont raison malheureusement.
Met en ligne et améliore ensuite, surtout si la première version est déjà performante.

 

[gaston48]

Bonjour,

Une règle de base du marketing d'un nouveau produit c'est de le vendre dès que ça marche

Le problème est le terme " marche"
qui nous fait des rappels de bagnoles à tour de bras ou des défauts que le client doit supporter.

 

[Marc PELTIER]

Ah, les gars, vous me surprenez !
"Mets ton truc sur le marché tout de suite (même bancal), et améliore ensuite (aux dépens de ceux qui t'auront fait confiance) !"
Lire ça sur usinages.com, le site des passionnés du bel ouvrage ! Je vous vois bien infectés par l'idéologie du marché roi !
Sachez que je n'en ai rien à f... des "client perdus", de la "concurrence", et des "règles de base du marketing". Je fais ça par passion, et il y a de la place pour tout le monde. Ce qui me motive, c'est d'avoir abouti l'une des imprimantes 3D les plus originales et les plus performantes du moment.

Que vous dire ? Qui m'aime me suive (ou plutôt, m'attende...) !