Imprimante 3D 500*500*800mm hautes performances

[Aslan]

Salut à tous!

Me voilà partis dans la conception d'une imprimante grand format à hautes performances! J'ai guetté les bonnes affaires durant quelques mois sur les internets pour trouver mon bonheur, et finalement j'ai quasiment tous les éléments mécaniques en main pour faire une machine qui déchire!

Pour l'instant, je ne m'occupe pas de créer des parois pour la montée en température ni l’esthétique. L'idée étant d'arriver à une bonne précision et des bonnes vitesses dans un premier temps puis seulement ensuite, j’investirais sur le reste.

Je ne pars que sur des éléments de qualité et de l'alu/acier brut. Pas de profilés car ce n'est pas ce qu'il y a de mieux pour contrôler les vibrations. À la place, de l'alu aviation alliage 7175 principalement.

L'axe X est composé d'un rail THK SR15W et 1 vis à bille Kuroda
L'axe Y : 2 rails THK SR15W et 2 vis à bille Kuroda. 2 courroies vont entraîner les deux vis à billes par un même moteur pas à pas.
L'axe Z : Deux rails avec 2 wagons chacun de Bosch Roxroth en taille 45 mm! spécialement conçus pour les machines-outils, ça sera parfait pour supporter le poids de toute la tête mobile qui pèsera plus de 20 kg sans compter les 4 wagons qui font à eux seuls au moins 12 kg. Une grosse vis à bille de machine outil sera là pour déplacer ça.

Je reçois les rails du Z ainsi que la vis à bille qui va avec la semaine prochaine mais voici quelques photos du matos que j'ai déjà :

Et la conception actuelle en attendant de recevoir le reste du matos pour avoir les côtes définitives :

Pour les extrudeuses je pars sur les meilleurs du moment, les Bondtech avec un montage watercooling spécialement usiné. Il y aura un mouvement mécanique qui permettra de ne pas avoir les buses d'impression au même niveau.

À bientôt pour la suite!

 

[osiver]

Vous insistez sur la rigidité, ce qui est bien mais les deux bras de l'axe Y ne sont pas reliés à l'avant ...
D'autre part, êtes-vous sûr d'avoir assez de débit de fil = débit mécanique mais aussi chauffe. Car in fine c'est sans doute là limitation.

 

[willow74]

Super projet,
je suis impatient de voir l'évolution.
Merci de nous faire partager ton aventure.

Par curiosité les dimensions total de la machine?

 

[Aslan]

Osiver, tout dépendra de la qualité du montage et de l'usinage. Je garde de côté tout de même l'ajout de renfort en cas de précision non atteinte. Je fais énormément confiance dans les guides linéaires de l'axe Z et d'après le doc je serais loin d'être décu!

Pour le débit ça nécessitera un peu de R&D pour aller dans les très hautes vitesses mais ce n'est pas forcément le premier objectif

Willow, merci de ton soutien hehe Pour l'instant je suis sur un encombrement de 745*835*1220mm à voir par la suite!

 

[zingilingiling]

J'attend la suite avec impatience .

 

[Aslan]

Je viens de recevoir la vis à bille du Z je suis sur le cul! Le tarif était tellement attractif que je n'avais même pas demandé les dimensions, je ne connaissais que la course! On est sur du 16kg la vis à bille pour un diamètre de 40mm et totalement neuf
Aucun jeu bien entendu, la vis à bille a elle seule absorbera toutes les vibrations

Sur une des photos on y voit un réducteur recyclé qui servira à l’accueillir (pour l'instant elle est insérée dans le roulement qui servait à la vis sans fin), je dois élargir le diamètre de l'alésage qu'on voit à 90°. Spéciale dédi @willow74

Maintenant que j'ai les cotes, je vais pouvoir choisir la bonne roue et la courroie pour la faire tourner.

Quelques photos :

Je devrais avoir les guides linéaires demain, j'ai peur

 

[willow74]

Ah oui il ne rigole pas le Z....

Sur une des photos on y voit un réducteur recyclé qui servira à l’accueillir (pour l'instant elle est insérée dans le roulement qui servait à la vis sans fin), je dois élargir le diamètre de l'alésage qu'on voit à 90°. Spéciale dédi @willow74

Content de voir que sa va servir sur ce beau projet! j'espère que le point dur ne va pas poser de problème.

Par curiosité: ils les donnent pour combien de m/s max ces vis à billes?

 

[mag4pul]

Bon courage!
Hate de voir le résultat.
Au niveau de l'hyperstatisme tu as calculé des choses ?

 

[Aslan]

Ah oui il ne rigole pas le Z....

Content de voir que sa va servir sur ce beau projet! j'espère que le point dur ne va pas poser de problème.

Par curiosité: ils les donnent pour combien de m/s max ces vis à billes?

Nop les point durs ne poseront pas de problèmes puisque je ne vais pas l'utiliser comme réducteur En fait les roulements d'origine sont assez précis donc ça servira simplement à accueillir la vis à bille. Il y aura une poulie dentée juste au dessus, la transmission se fera par courroie donc il y aura une réduction mais plus faible pour garder quand même du dynamisme.

Bon courage!
Hate de voir le résultat.
Au niveau de l'hyperstatisme tu as calculé des choses ?

Nop aucun calcul, c'est à la grosse louche pour le moment vu que je n'ai pas encore toutes les données. Je pense vraiment y aller à l’œil et ajuster par la suite...

 

[osiver]

Rien que la vis du Z va poser des problèmes d'inertie, non ?

 

[zingilingiling]

Vous n'avez pas peur qu'avec le réducteur il y a un petit jeux ?

 

[Aslan]

La réduction sera par courroie donc quasi pas de jeu comme pour les imprimantes classiques. Même s'il y en a très faiblement il y aura surrement moyen de compenser un peu avec le controlleur mais je ne suis pas encore la. En prise direct il me faudrait 2 steppers pour le X ce que je veux eviter. Je vais prendre des bonnes courroies, differentes de ceux utilisés habituellement, bien tendu ca va le faire.

Rien que la vis du Z va poser des problèmes d'inertie, non ?

Je ne pense pas, le pas est quand même de 20mm mais avec une réduction de 1:10 par exemple ca va le faire! A voir ^^

 

[Nico91]

Tu pourras par la suite transformer ton imprimante en fraiseuse

 

[v18]

Encore une belle réalisation !

 

[Aslan]

Tu pourras par la suite transformer ton imprimante en fraiseuse

Ce n'est pas le but, je partirais sur une structure en acier et des glissières plus épaisses pour les axes X et Y autrement

Par contre tu m'a donné pleins d'idées.... J'ai eu un déclic Je suis du genre à foutre quelques centaines d'€ dans des des bonnes occas qui peuvent me servir un jour... Et la les amis c'est le jackpot!!!!

Je ne vais pas me faire chier avec des moteurs pas à pas... je vais partir sur des servomoteurs pro.... Qui sont par chance compatible avec 3 drivers Isel que j'avais trouvés sur un site Hollandais..... Je vous laisse voir les bêtes, ça va devenir sérieux Je confirme donc que s'il y a un léger jeu, il pourra être pris en compte sur chacun des drivers.

Les 3 drivers :

Surveillance des entrées sorties et toutes les données techniques des moteurs en direct via le reseau :

Les moteurs avec encodeurs optiques très haute précision (les encodeurs seuls valent quelques centaines d'euros neuf pour dire...)

Petite photo de famille :

Je n'ai pas dormi de la nuit à éplucher toutes les docs... La seule chose qui me manque c'est la correspondance des fils des encodeurs optiques, je vais devoir en démonter un et analyser le circuit. Vous l'aurez compris par la suite il faudra simplement que je trouve un contrôleur à base de Ramps en 32 bits afin d'envoyer les informations de Dir et Step aux drivers et synchroniser!

Quitte à ne pas dormir j'ai un peu modifié la 3D pour intégrer les servomoteurs et en déduire des longueurs de courroies et diamètres de poulies dentées. On va être sur une réduction de 1:3 pour les axes X et Y, et une réduction de 1:6 pour l'axe z. Je pars pour l'instant sur des courroies 3M en largeur 15 mm.

J'ai aussi modifié la transmission de l'axe Y, au lieu d'avoir 2 courroies il n'y en a plus qu'une seule avec des "tendeurs" à base de roulement à billes de précision, le seul moyen de garantir la synchro entre les deux vis à bille. De plus ça me permet de déporter sur la gauche ou la droite le servomoteur s'il gêne la vis à bille du z. Pour l'instant il reste le car c'est plus joli : Smt003

Je pense aussi peut être utiliser 2 des wagon pour stabiliser parfaitement la base des rails finalement, ca enlèvera 8kg sur l'axe Z! A voir une fois reçu.

 

[vres]

Je ne vais pas me faire chier avec des moteurs pas à pas... je vais partir sur des servomoteurs pro...

Est-ce les servomoteurs vont bien réagir sur des toutes petites trajectoires avec très peu d'accélération comme le hachurages, je n'en suis pas certain, le moteur Pas à Pas à quand même le gros avantages de pourvoir travailler sans accélération jusqu'à une certaine vitesse (start/stop) ce qui le rend imbattable dans certaines conditions.

 

[Aslan]

Les paramètres d'accélération peuvent être réglés via les drivers. De plus, prenons l'exemple d'un hachurages avec décalage sur un axe de 0.5mm => compte tenu du pas de 20mm et avec la réduction 1:3 il faudra 27° de servo moteur pour les faire. L'accélération sur une si courte distance angulaire est quand même très négligeable. Le débat peut avoir lieu avec des servo/driver lowcost je pense!
Après nous verrons sur les résultats de prints, si j'arrive jusque la

L'idée c'est aussi de pouvoir utiliser cette machine pour diverses autres choses comme éventuellement la découpe laser ou le pick and place pour les composants électroniques donc je dois arriver à un système le plus versatile possible.

 

[vres]

le pick and place pour les composants électroniques

Tiens justement je viens de commencer la réalisation de cette machine, je cherchais une occupation dans un HakerSpace et j'en ai aussi un peu besoin pour réaliser mes cartes. Je vais ouvrir un sujet là dessus.

 

[Aslan]

T'a l'air de faire de très belles choses hâte de voir tousa bah figure-toi que les 3 ensemble guides linéaires/vis à bille / moteurs qu'on voit sur la deuxième photo du poste, proviennent d'une machine de pick and place! D'où les 20 mm de pas pour des très grandes vitesses. Après je me tire une balle dans les pieds en donnant ce détail mais les moteurs d'origine sont des pas-à-pas en 5 phases
Si j'ai des soucis avec les servo (ce que je doute) je reviendrais utiliser les steppers d'origine avec les driver spécifiques qui vont bien... Ou alors des 3 phases avec encodeur que j'ai déjà aussi de stock, je ne suis pas fan des boucles ouvertes. Mais d'après moi le plus grand facteur qui limite l'utilisation de servo/driver de cette qualité dans des installations pros c'est bien le coût!

Top ton logiciel Multi Cn! Quel taff!

 

[mag4pul]

Tu as des idées pour la partie "extrudeur" ?
Un refroidissement liquide me semble necessaire, couplée à une chambre bien régulée.
Tu envisages d'imprimer des matières à haute température ? genre peek etc

 

[Aslan]

Oui ca sera du type BondTech en montage direct : double entrainement et réduction 1:3 en sortie de stepper. Un ami m'a partagé une version full alu qui a l'air franchement pas mal :

En combinaison avec un bloc de watercooling usiné maison à moin d'en trouver un déjà fait convainquant!

Oui je compte utiliser des matières exotiques mais ca sera pour plus tard, il faudra effectivement créer les parois et réguler la température. Je vais me contenter du PLA/Watersoluble pendant un petit moment je pense.

 

[Aslan]

Salut à tous! J'ai reçu les éléments manquants la semaine dernière! Bonne et mauvaise nouvelle concernant les guides linéaires : Ils sont de très haute qualité et précision comme convenu... Par contre il faut quand même une grosse force pour déplacer les wagon! Pour dire j'ai du mal à les déplacer avec mes mains.... Il faut que je fasse des tests une fois huilés.

Compte tenu de cette problématique je vais tout de suite oublier la réduction 1:6 par courroie... J'ai toujours une solution en main donc je passe directement sur une réduction sans backslah avec un harmonic drive neuf en réduction 1:60. Si ca ne suffit toujours pas j'ai encore deux versions en réduction 1:160

Je vais donc être en prise directe par le haut de la vis à bille, plus de courroie. Pour ceux qui ne savent pas ce que c'est :
Compte tenu du poids des rails, je suis finalement passé chez RC machines vendredi pour acheter deux plaques d'acier en épaisseur 12 mm... Pour une taille de 400*250 et 300*250 mm. Les rails seront insérés dans des logements de 5 mm de rondeur et fixés avec 5 vis M12.

Ça faisait 2 mois que j'avais pas touché à ma fraiseuse, j'ai un peu galéré à reprendre la main et avec le bridage! Heureusement que j'ai un étau avec une ouverture de 250mm... Ça aide.

Plaque usinée à 60%

La suite bientôt

 

[osiver]

J'ai quelques doutes sur le bridage de l'étau ! Vous êtes sûr de ce que vous faites ?

 

[Aslan]

Je ne suis pas un expert mais l'étau est aussi visé sur la partie intérieure non visible directement sur la table J'ajoute les brides sur les côtés pour avoir un petit plus, quitte à les avoir sous la main.

 

[osiver]

Ah tant mieux ! Parce que comme ça les brides ne tiennent pas grand chose, ce n'est pas l'usage normal des cales escaliers

 

[willow74]

C'est moi ou on a l’impression qu'il est tordu ce rail !!??

Je reconnait cette pièce, elle va te servir à quoi sur ce projet. Dans le 3D je ne le vois pas !

 

[willow74]

Non en regardant de plus près sa doit être la photo qui voûte....

 

[Aslan]

Oui c'est la photo qui donne cette impression
Ton ex gros profilé se trouve être la barre centrale qui relie la vis à bille du Z à la partie mobile Je ne l'ai pas encore complètement passé à la 3D c'est pour plus tard, juste les arrondis extérieurs.

Ce soir j'ai fini la première pièce en acier, je suis content du résultat. Maintenant que j'ai les bons paramètres je pense me faire la seconde qui est opposée en une soirée

 

[Aslan]

Deuxième plaque support usinée en moin de deux heures, une fois les paramètres connus c'est tout de suite plus rapide!

 

[Pyromix]

Chouette projet que je vais suivre avec attention!