Impression 3d générale, le Vref

Le Vref, ça mange quoi en hiver??

Le Vref, c’est le voltage de référence pour l’ajustement du courant/puissance des moteurs pas à pas. Comme chaque moteur a ses propres spécifications, donc passé un certain voltage il chauffera et manquera des pas. De plus, le même moteur n’a pas besoin d’autant de « jus » s’il est sur l’axe des Z que s’il est dans un extrudeur à prise direct.

Je serais incapable de donner une valeur de Vref à quelqu’un, à moins que le fabriquant de l’imprimante ou quelqu’un a déjà fait les tests pour valider la valeur sur le même modèle d’imprimante. Et encore là, les fabricants d’imprimante 3d n’utilisent pas toujours les mêmes moteurs.

Personnellement je n’ai jamais utilisé un voltmètre pour ajuster mes moteurs. J’ai mesuré le voltage après coup pour me donner une idée de mon ajustement. Souvent je ne connaissais même pas le modèle de moteur que j’utilisais. Je baissais la puissance du moteur jusqu’à ce qu’il manque des pas et remontai un peu, pour m’assurer de la stabilité de mon ajustement. Puis, j’observais par la suite la chaleur du moteur et du pilote moteur, pour m’assurer que le tout va bien. Si avec ces ajustements le moteur chauffe trop pour en venir à sauté des pas, c’est que le moteur n’est pas fait pour aller là ou est défectueux.

Souvent les moteurs ont leur propre place sur une imprimante. Le moteur de l’extrudeur est souvent le plus sollicité, après il y a le moteur du X ou du Y selon si l’extrudeur est un Bowden ou non et finalement les moteurs du Z qui sont décommandés par les tiges filetées. Certains fabricants d’imprimante utilisent des moteurs différents selon leur utilités, donc pas tous le même moteur.

Impression 3d générale, les supports

Les supports c’est pas sorcier, si on peut ne pas en utiliser, c’est de loin préférable (en le coupant, en le changeant d’orientation ou en le modifiant). Si non il y a quelques trucs pour s’en sortir. Si vous avez qu’un seul extrudeur ou plusieurs, le mieux est d’utiliser des supports denses. Il n’y a qu’à activer l’option avec 2 ou 3 couches avec une densité de 70% et plus.

EN gris plus pâle, les supports standards et en gris plus foncé, les supports denses

Si vous avez la multiple extrusion et du filament soluble, la recette est simple. Distance entre le support et l’impression à zéro, le dessus des supports denses activé et si votre trancheur le permet, l’utilisation du filament soluble uniquement pour les couches dense (le filament soluble est souvent plus dispendieux que l’impression elle même)

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image de lesimprimantes3d.fr

Si vous avez que la simple extrusion, il faut laisser un espace entre le support et l’impression. Si non, il sera très difficile de les séparer, voir impossible sans détruire l’impression. Ma recommandation est de 0.1mm, mais certains logiciel s’ajusteront seulement à l’épaisseur de couche.

Pourquoi l’utilisation des supports denses?? Simplement que le filament tout chaud sortie de la buse, a une tendance à descendre. Plus c’est dense en dessous de lui, plus la qualité d’impression en dessous des ponds (section de l’impression non supporté) et des surplombs sera belle. Le dessous de l’impression ne sera surement pas parfaite, mais elle sera nettement mieux avec les bons paramètres.

Impression 3d générale, La réparation de fichier STL

Vous avez de la difficulté avec un fichier STL du genre il manque des parties après le tranchage??

Le fichier avant, le fichier défectueux (tranché) et le fichier une fois corrigé (tranché)

Ce qu’il faut savoir, c’est que chaque logiciel de tranchage a sa façon d’interpréter le fichier que vous lui demandez. Des fois il fait des erreurs causé par le fichier STL (manque de triangle, triangles superposés ou autre) et des fois c’est juste le logiciel qui est dans le champs gauche. L’utilisation d’un autre logiciel de tranchage peut contourner le problème ou en créé d’autres. Le meilleur truc, c’est de corriger le fichier, soit avec des outils en ligne ou les outils qui sont intégrés dans un autre logiciel (comme avec Sketchup, Meshmixer ou Prusa slicer)

Outils en ligne pour la correction de fichier STL

Comme l’efficacité diffère d’un logiciel à l’autre selon le STL, il vous faudra faire quelques tests pour arrêter votre choix.

Note: Le fichier problématique peut venir d’un site de partage comme thingiverse, ce qui est assez fréquent. Mais peut aussi venir d’une conception créé par vous même.

Impression 3d générale, le temps d’impression.

C’est une discussion qui revient de façon régulière, le calcul de temps est rarement bon voir souvent plus de 25% en plus.Un logiciel comme Simplify 3d ne connait pas l’accélération, le jerk, etc. Il est donc difficile pour lui de faire le calcul. Mais certains logiciels comme Cura contrôle ces informations, mais ne sont pas meilleurs sur le calcul de temps.

J’ai une vieille machine (avec un vieux micro-logiciel Marlin) qui donne un rendu à la minute prêt sur des impressions de 3 – 4 heures. Ces vieilles versions de firmware n’ont pas de truc comme le « linear advance » ou de calcul plus compliqué pour l’accélération. Sur une machine plus récente, le calcul est toujours erroné. Une différence entre 25 et 30% de temps en plus.

L’autre exemple que je pourrai donner est la suivante. Si dans le micro-logiciel de l’imprimante l’accélération pour le X et le Y est de 100 et que le logiciel fait son calcul avec la même valeur, tout va bien. Si par contre la valeur est de 150 dans le calcul du logiciel, le calcul sera erroné. Comme chaque machine a ses propres valeurs, le calcul ne ce fait jamais de la même façon.

De là la différence de temps selon la machine, la pièce imprimé et les paramètres utilisés. Une pièce complexe avec beaucoup de changement de direction (juste le remplissage en honeycomp au lieu de triangle) va avoir un calcul plus erroné.

Si les trancheurs connaissaient toutes les informations, ils pourraient faire le calcul de façon plus intelligente. Les logiciels pourrait demander les informations, soit en les demandant à l’utilisateur ou par un gcode/mcode. Mais comme ils ne le font pas vraiment, ll faut donc faire une partie de l’estimation de temps soit même.

Note: J’ai parlé à une personne qui me dit que avec les CNC qu’ils utilisent, vient un logiciel de 40 000€ qui n’est pas plus fiable sur la durée de temps.

Impression 3d générale, perte d’extrusion après le début de l’impression.

Si votre impression commence bien et qu’après quelques minutes voir une ou deux heures maximum, l’extrusion diminue jusqu’à bloquer complètement, voici les piste de solutions.

Merci à Aurélien Loyer pour la photo

À la base ce qui cause ça, c’est le filament qui chauffe trop haut dans la gorge de l’extrudeur et fait une boulette de filament bloquant son propre passage.

Voici les causes principales que je connais.

  • Le ventilateur d’extrudeur ne rafraîchit pas bien (mauvais ventilateur ou a ralentit avec l’usure)
  • Une rétraction trop longue (tire trop et repousse dans une trop grande quantité de filament chaud)
  • Le petit tube de ptfe dans la gorge qui dilate avec la chaleur et le temps. ( tu peux simplement la changer ou passer un foret de 2mm dans le trou de la gorge)
  • Sur les imprimantes, comme certaines Creality, le grand tube de PTFE entre jusque dans la gorge. Il est très important que le tube entre tout au fond.
  • Le moteur ou la drive moteur qui chauffe trop et fini par manquer des pas (tic, tic, tic….). Par contre ici il n’y aura pas de boulette de filament, que des claquages du moteur de l’extrudeur.

Impression 3d générale, l’écoulement ou oozing

Photo par Sébastien Denis

L’écoulement est causé par le filament chaud qui coule de la buse lorsque le moteur de l’extrudeur s’arrête.

Pour contourner le problème, il y a quelques astuces.

  • La température: plus le filament est chaud, plus il est liquide et coulant. Donc limiter la température le plus possible pour éliminer la totalité (ou presque) de l’écoulement.
  • La distance de retraction: selon votre extrudeur, elle variera entre 1 et 12mm selon votre extrudeur. Un extrudeur à prise direct aura besoin d’une distance de rétraction entre 1 et 4mm. Un extrudeur bowden aura besoin d’une rétractation entre 5 et 12mm selon la grandeur du tube de PTFE, pour compenser l’effet « élastique » causé par le tube.
  • La vitesse de rétraction: plus elle sera rapide mieux ce sera. Il faut quand même être conscient que certaines limitations mécaniques et logiciels sont là. Un moteur d’extrudeur à engrenages peut avoir de la difficulté à atteindre une haute vitesse. Le microgiciel (firmware) limite souvent la vitesse de rétraction 70 ou 80mm/s. La théorie est que plus la rétraction est rapide, plus il y a un effet d’aspiration, donc moins de coulées de filament.
  • limiter les déplacements aériens (open space): si la buse ne passe pas dans les airs, l’écoulement n’est pas possible.

Note: Avant de vouloir régler des problèmes d’écoulement. Vous devez vous assurer que l’extrusion (quantité de filament / calibration des pas moteurs d’extrudeur) est bien calibré. La vérification simple est des marquer votre filament avant l’extrudeur de 100mm, de faire avancer votre filament de la même distance (par l’écran de l’imprimante ou votre trancheur) et de mesurer l’avancement réel. La valeur demandé et la valeur réel doivent être égales.

Impression 3d, le mode vase

Le mode vase est, comme son nom le dit, un mode presque exclusivement réservé à l’impression de vase. À l’instar des autres options, cet option changera plusieurs paramètres au lieu d’un seul.

Quand vous téléchargez un vase, par exemple de thingiverse, il sera plein. Il faut donc activer le mode vase pour l’imprimer. Une simple mise en situation; si vous avez un vase en forme de cylindre. En l’impriment normalement, l’impression sera ce qu’elle devrait être un cylindre. En mode vase, vous aurez un beau verre de forme cylindrique.

La base c’est d’imprimer le modèle en enlevant le remplissage et le dessus. De plus les côtés ce font en tire-bouchon en une seule couche sans interruption. En d’autres mots, l’axe des z monte de façon graduelle au lieu de faire les couches une par une comme dans une impression standard.

Le stl original, en mode normal et en mode vase.

Note un: On peut utiliser le vase pour faire des impressions qui n’ont pas besoin de remplissage. Mais cela ne passera qu’avec certains modèles plus verticaux.

Note deux: La solidité d’une impression en mode vase, passe beaucoup par la grosseur de la buse. Donc, plus la buse sera grosse, plus le mur sera solide.

Impression 3d, la buse et sa grosseur

Avant de choisir sa buse, il faut connaitre le diamètre de son filament et le raccord fileté de celle-ci. Une buse pour un filament 1.75mm n’est pas compatible avec ceux pour faire du filament 2.85/3.0mm et vice versa. La plus part des raccords de buse ont des filets M6, certains auront des fillets M8. Il faut simplement avoir le bon.

La composition de la buse,

Pour déterminer de quel métal sera votre buse, il faut savoir que les matériaux n’usent pas tous la buse de la même façon et à la même rapidité. Les filaments que de plastique n’usent pas ou que très peu la buse. Les filaments « remplient de » usent les buses plus ou moins rapidement selon le matériel de remplissage.

Le métal le plus utilisé est le laiton, de loin le moins dispendieux, laisse couler le filament facilement et facile à chauffer. Par contre c’est un métal assez souple, donc il use plus vite.

Les métaux plus durs, comme le stainless ou l’acier durci, sont populaires pour les filaments plus difficiles à imprimer et pour leurs longévités. Plus dispendieux, plus durable, mais plus difficile à chauffer. Ce type de buse aura besoin d’être chauffé plus pour que le filament sorte bien. Certaines imprimantes auront besoin de modifications supplémentaires pour utiliser des buses de ce genre, comme un élément chauffant plus puissant et une ventilation moins direct sur la buse.

Les buses à pointe « ruby » sont très dispendieuses (125$ pièce). Elle ne demande pas de modification à l’imprimante et sont très durables.

Anecdote: J’ai deux connaissances qui ont cassés (à la hauteur des fillets) des buses ruby en 3mm et impossible de se faire rembourser la dite buse à 125$. Il semble que ces buses soient moins solides en 3mm qu’en 1.75mm.

Note: Je suis de ceux qui pense que les buses de laiton sont un bon choix, même pour les matériaux plus difficile, pour la simple raison de leurs coûts ridicules. Avant de passer assez de buse de laiton à 0.50$ pour vous rendre au prix d’une buse ruby…. Il vous faudra la changer 250 fois.

Le diamètre d’extrusion de la buse,

Pas très sorcier, la grosseur de la buse, ou le diamètre d’extrusion, c’est la grosseur du trou où le filament y est extrudé.

La grande majorité des imprimantes 3d sont livrées avec des buses 0.4mm. Ce qui est en soit une bonne chose. Cette grosseur de buse est un bon passe-partout (et non pas Passe-Montagne ou Passe-Carreau). Assez grosse pour ne pas boucher rapidement et assez petite pour avoir une bonne qualité d’impression.

Les choix de diamètres de buse varie entre 0.1mm et 1.2mm. Il faut comprendre qu’en bas de 0.4mm, votre filament et votre environnement doivent être de qualité. Un filament bas de gamme aura souvent des résidus qui boucheront la buse et plus votre buse sera petite, plus elle bouchera rapidement. Si votre imprimante est dans un lieu poussiéreux, vous aurez le même genre de problème.

L’impact de la grosseur de la buse sur votre impression,

De façon évidente, plus la buse est petite, plus la qualité sera belle. Mais allongera aussi le temps d’impression. Par exemple pour faire un mur extérieur de 1.2mm, avec la buse 0.4mm on aura besoin de trois passages, avec la buse 0.2mm de six passages et avec une buse 1.2mm un seul. Il est facile de comprendre qu’une impression avec une buse de 0.2mm est six fois plus lente qu’avec une buse de 1.2mm. Ne pas oublier aussi la règle du 20/80%. Une buse de 0.2mm ne peut imprimer à 0.3mm d’épaisseur. Avec cette buse, il faudra resté entre 0.04mm et 0.16mm d’épaisseur de couche. Ce qui allonge encore le temps d’impression.

Note: les buses de grands diamètres, 0.8mm et plus sont appréciées pour l’impression en mode vase. Elles permettent de faire une structure solide en un seul passage.

Il vous faudra trouver le ratio vitesse / précision qui vous conviendra. Une figurine de 18mm de haut ne s’imprime pas avec une buse 1.2mm, à moins de vouloir un rendu qui ressemble à un petit tas de filament. Pas plus qu’un buste de 300mm de haut s’imprime avec une buse de 0.1mm, à moins que d’imprimer pendent plus d’un mois de temps ne soit pas un problème pour vous.

Note: Si pour vous une buse de 0.1mm est trop grosse, il est probablement le temps de penser à l’achat d’une imprimante à la résine au lieu d’une imprimante à filament fondu.

Merci à Sylvain Boily pour l’idée de départ.

Impression 3d, la hauteur de couche

On néglige souvent ce paramètre. Souvent quand on commence en impression 3d, on choisit une épaisseur et on ne la remet pas en question. Pourtant, elle a une importance capitale sur plusieurs aspects de la qualité d’impression.

Si vous imprimez de petites pièces, par exemple des figurines, l’utilisation de 0.1mm est un bon choix. Par sa grosseur, la figurine qui prend une heure à imprimer en 0.2mm, prendra deux heures à imprimer si vous passer à 0.1mm. Par contre, si vous imprimez le gros buste de Deadpool à 0.2mm et que le temps total d’impression est de 22h. Si vous passez à 0.1mm, le temps passera à 44h avant d’avoir votre rendu final. Ce qui est, comment dire, plus tôt long.

  • Une bonne pratique est de rester entre 20 et 80% du diamètre de la buse. Ceci permet d’avoir une bonne adhésion entre les couches et évite les problèmes d’extrusion (extruder qui claque ou qui bouche)
  • Impact sur l’impression, plus la couche est mince;
    • plus l’impression sera longue (à 0.1mm, l’impression sera deux fois plus longue qu’à 0.2mm)
    • plus l’impression sera belle (surtout en terme de précision)
    • plus les surplombs seront beaux (les « marches » seront plus minces, donc mieux supportées)
    • moins de transparence (dans le cas de filament clair)

Note; Certaines épaisseurs causent des problèmes de qualités. Pas par l’épaisseur elle même, mais par le calcul mathématique que le micrologiciel (firmware) fait avec le mouvement des Z et l’épaisseur demandé. Ce cas est rare et concerne que quelques modèles d’imprimantes.

La lithophanie

La lithophanie n’est pas compliqué en soi. La base c’est de transformer une image 2d, la plus part du temps une photo, en fichier 3d. Par la suite l’imprimer de façon à ce que la lumière passe au travers pour en dévoiler la photo.

Pour commencer, il vous faut du filament pas totalement opaque, blanc idéalement, mais la couleur fait aussi. J’ai obtenue de bons résultats avec un filament blanc soie ou « silk », qui à la base n’est pas super opaque. Si toute fois vous voulez tester avec du filament opaque, il faut amincir votre lithophanie.

Par la suite il vous faut une photo ou une image à faire en lithophanie. Si vous pouvez la convertir en tons de gris avant la transformation 2d vers 3d, c’est l’idéal.

J’utilise ce site web suivant pour la conversion. Il en existe plein d’autres, mais le principe est le même.
3dp.rocks/lithophane

L’importation est simple, vous choisissez l’image avec le bouton Images et sélect. fichiers.

3dp.rocks/lithophane

Ce qui vous devrait vous donner quelque chose du genre après quelques instants.

Vous pouvez aussi changer la forme de votre lithophanie.

Pour la suite c’est avec le bouton settings et model settings ou image settings

Il vous faudra trouver les bons ajustements pour votre image, votre filament, votre imprimante et le produit final que vous voulez obtenir. Oui par vous même, je vous donnerai pas tout cuit dans le bec :p

Une fois que la conversion est à votre gout, il faut faire download, pour avoir votre .stl.

Le reste de ce qu’il faut savoir c’est qu’il faut imprimer le .stl à la verticale avec une bordure de cinq tours minimum (plus l’image est haute, plus on en ajoute). L’image à la verticale n’a pas beaucoup de contact et peut décrocher du lit pendent l’impression, voilà pourquoi la bordure. Pour info sur la bordure, voir ici. Si vous imprimez la lithophanie assez épaisse pour avoir un remplissage, vous devez utiliser zéro ou 100% de remplissage. De cette façon, vous n’aurez pas d’interférence sur la lumière par votre remplissage.

Ça devrai ressembler à ça.

prévisualisation du produit final

Merci à Alex Danis pour l’idée de l’article.