Zatsit, l'imprimante 3D delta sans mécanique !

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...

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 !

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.

@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...

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.

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.

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 !

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.

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...

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...) !