Coup de pied dans les pneus avant d'acheter : les imprimantes 3D

Vous cherchez donc à acheter votre première imprimante 3D, et votre index tremble devant cette imprimante à 300 dollars américains sur Amazon.com. Arrêt! Vous êtes sur le point de passer un mauvais moment. L'impression 3D a parcouru un long chemin, mais la plupart des imprimantes 3D sont conçues à partir de sorcellerie, de légendes et de contes plutôt que par un processus d'ingénierie rigoureux. Je dirais que la plupart des conceptions d'imprimantes 3D sont soit tout simplement mauvaises, soit conçues par une équipe d'ingénieurs chinois appliquant toute leur ingéniosité à la réduction des coûts. Il y en a quelques-uns qui sont bien conçus et dont le prix est relativement plus élevé.

Je vais commencer par passer en revue certains des mythes et légendes qui apparaissent dans les imprimantes 3D. Après cela, je passerai en revue certaines des fonctionnalités courantes, principalement astucieuses, qui entravent généralement la capacité de votre imprimante, plutôt que d'ajouter une fonction utile. Ensuite, j'aborderai les éléments qui amélioreront réellement votre imprimante. Enfin, j'ajouterai une considération particulière si vous êtes un débutant qui achète votre première imprimante.

La plupart des imprimantes ont des conceptions très faibles mécaniquement. Vous ne pourrez jamais lancer une broche sur 99,9 % des imprimantes 3D et obtenir une machine CNC. Les imprimantes 3D ne sont généralement pas conçues pour supporter des charges, elles ne sont pas conçues pour gérer la poussière, elles ne sont pas conçues pour l'alignement ou tout autre élément nécessaire à une machine CNC. Les imprimeurs s'en tirent avec une énorme quantité de péchés mécaniques à cause de deux choses. Premièrement, il n'y a pratiquement aucune charge sur une imprimante 3D. Deuxièmement, la fabrication additive n'a besoin de rien d'autre qu'un contrôle de position meilleur que rien pour fonctionner. Ce que je veux dire, c'est que la plupart des imprimantes sont terribles et qu'elles fonctionneront de toute façon.

Les douilles fonctionneront très bien. Vraiment. Une douille autolubrifiante sur une tige durcie de précision fonctionnera très bien pour une imprimante 3D. Il sera tout aussi précis, tout aussi fluide, nécessitera moins d'entretien et ne causera aucun problème par rapport à un roulement approprié. Les roulements LM8EUU utilisés dans la plupart des imprimantes 3D sont généralement fabriqués avec des tolérances si terribles qu'ils pourraient rendre votre imprimante moins précise.

La plupart du temps, rien de tout cela n'a d'importance de toute façon. Parce que votre douille ou votre roulement est susceptible d'être poussé dans un morceau fragile de plastique imprimé en 3D ; ce qui annulera instantanément tout avantage de précision de l'une ou l'autre solution. Si une imprimante annonce des roulements linéaires ou des bagues entrant dans une pièce en acier ou en aluminium, vous pouvez obtenir un avantage en termes de précision et de rigidité par rapport à un autre choix d'imprimante. Sinon, c'est peu probable.

Une autre chose qui ne servira à rien est un roulement de skate 608 ordinaire contre une extrusion. Ces roulements doivent être préchargés pour fournir une précision. Ils sont conçus pour absorber certains désalignements axiaux. Afin de se débarrasser de ce désalignement axial, vous devez précharger le roulement avec un ressort ou un boulon, en appuyant la bague intérieure contre la bille et à son tour la bague extérieure. Les deux doivent être fermement tenus. Si cela ne se produit pas, ce qui n'est pas le cas dans 90 % des conceptions d'imprimantes 3D et de CNC qui utilisent cette méthode, vous serez confronté à au moins un désalignement. L'avantage perçu de ces roulements n'aura tout simplement pas l'effet souhaité sur la précision de votre mouvement.

En conclusion, le type de roulements de la plupart des imprimantes ne fera pas beaucoup de différence à moins qu'ils ne soient correctement retenus, chargés et alignés ; ce qui coûte cher à faire.

Un moteur pas à pas NEMA 17 est probablement exagéré pour une imprimante 3D. Il se trouve qu'il s'agit de la taille la moins chère et la plus facilement disponible. La plupart des imprimantes 3D qui ont du mal à imprimer avec un moteur plus petit et plus faible sont mal conçues et ont besoin de plus de puissance. Je ne vois pas beaucoup de fabricants d'imprimantes annoncer des moteurs plus petits, mais certains ont essayé de faire passer les plus gros comme une mise à niveau, ce qui est douteux.

Les courroies de distribution GT2, ou même les cordes à faible allongement, sont suffisantes pour votre imprimante si vous souhaitez réduire les coûts. Même si vous avez des vis-mères de précision rectifiées avec un écrou-mère correctement ajusté et préchargé, vous n'obtiendrez toujours aucun avantage à moins de les tenir correctement, ce qui coûte cher.

Cela ne veut pas dire que si vous aviez une vis à billes de classe 0 sur un mouvement mécanique de trois cent mille dollars correctement rectifié et carré, vous ne verriez pas plus de précision. C'est juste pour dire que si vous mettez une vis à billes dans votre machine et que vous la maintenez en place avec un bloc de PLA principalement creux, cela n'a aucun sens.

De plus, je mentionnerai que si le choix est entre un peu de quincaillerie tout filetage et une vis sans fin rectifiée ou roulée avec écrou en plomb de n'importe quelle description, cela rendra absolument, à 100%, votre imprimante plus précise. Surtout pour les mouvements en Z où le poids de l'extrudeuse ou du lit appuie sur l'écrou en plomb, le préchargeant.

Makerbot a fait cette chose déroutante avec le Replicator 2X. Ils ont construit un cadre en acier coûteux pour leur imprimante, puis ont maintenu toutes les pièces mobiles avec du mauvais plastique moulé par injection. Ils sont tellement inutiles qu'il y a tout un océan d'entreprises du marché secondaire qui remplacent les pièces en plastique. La plupart des imprimantes 3D ont leurs principaux mouvements effectués avec des imprimantes 3D. Ce qui signifie que vous avez un matériau principalement flexible essayant de rester rigide. Vous voyez le problème ? Il va fléchir sous la charge.

Quelques fabricants d'imprimantes ont fait tout leur possible pour s'assurer que les pièces porteuses, les roulements, etc. sont placés dans du métal. Ce ne sont pas des imprimantes reprap. On ne peut pas s'en empêcher, malheureusement, les lois de la physique l'emportent sur l'éthique de la conception.

La première couche de votre impression est la plus importante. Peu importe si vous avez un radeau. L'erreur ne sera pas éliminée en quelques couches. La vérité est que toute erreur dans une couche inférieure de votre impression est susceptible d'être transmise à une couche supérieure. Donc, vous devez avoir un lit de niveau. La plupart des imprimantes avec de grands lits ont un énorme morceau de papier plat en aluminium qui n'est soumis à aucune tolérance, qui à son tour a trois ressorts avec des vis au centre, tenant une carte de circuit imprimé sans aucune tolérance, tenant une plaque de verre sans aucune tolérance.

Vous risquez de passer un mauvais moment. Pour la plupart de ces mouvements, plus le mouvement est petit, moins vous verrez d'erreur. Si une tige bon marché a une erreur de rectitude de +-0,5 mm sur 300 mm, vous verrez probablement ce 0,5 mm au bout de 300 mm, mais peut-être seulement 0,16 sur 100 mm. Lorsque vous ajoutez tous ces mécanismes bon marché, vous commencez à avoir une pile de tolérances impossible à résoudre. Après tout, vous essayez de garder une buse à 0,18 mm + - 0,02 mm d'une plaque de verre en tout point. C'est assez difficile. Une imprimante plus petite vous donnera de meilleurs résultats qu'une grande imprimante qui coûte le même prix. Le nivellement automatique du lit peut en compenser certains.

De plus, les grandes impressions consomment une tonne de plastique. Attendez-vous à risquer 30 à 40 dollars sur une grosse impression.

Des mécanismes étranges ne vous aideront pas à mieux imprimer. Encore. Vous essayez de positionner quelque chose avec précision et de manière répétée. Chaque fois que quelque chose est ajouté à l'équation, c'est une chose de plus qui peut mal tourner. Ainsi, toute personne faisant la publicité d'un nouveau mécanisme innovant qui n'est pas simultanément récompensée pour son travail révolutionnaire en ingénierie vous vend probablement un gadget. Si vous êtes dedans, c'est bien, mais ne vous attendez pas à une amélioration de la qualité de votre impression. Nous concevons des objets qui bougent en ligne droite depuis longtemps. Il est connu.

Remarque : je ne parle pas ici des imprimantes delta, elles fonctionnent spécifiquement pour les imprimantes 3D parce qu'un mouvement delta est celui qui ne peut pas gérer les charges mais qui est très bon pour un positionnement rapide et précis.

Cela semble incroyable en théorie, mais la vérité est que la plupart des configurations à double extrudeuse sont inutiles en pratique. Il suffit de mettre l'impression en pause et de changer le filament. S'il y a un désalignement entre les buses; cela gâchera votre impression. Si le plastique coule de l'une des buses ; cela ruinera votre impression. Si l'une des buses se coince ; cela ruinera votre impression. Ou si le poids supplémentaire de l'extrudeuse supplémentaire perturbe votre mouvement mécanique. Cela ruinera votre impression. Le support soluble est agréable en théorie, mais c'est un énorme gâchis et les résultats sont discutables. Vous feriez mieux d'acheter un bon logiciel avec l'argent que vous avez économisé sur l'extrudeuse plutôt que d'acheter cette extrudeuse supplémentaire.

L'extrudeuse est la magie qui rend votre imprimante. Acheter une contrefaçon bon marché et mal faite, puis s'attendre à une bonne opération d'impression, me déconcerte. Encore une fois, il n'y a pas de hack intelligent ici. Une extrudeuse est bien faite ou elle ne l'est pas. Nous revenons à la physique. Il n'y a pas eu beaucoup d'innovations énormes dans les capacités des tours automatisés. Il en coûtera à peu près le même prix pour le fabriquer aux États-Unis qu'en Chine. Il est donc très peu probable que l'extrudeuse importée ait pu réduire ses coûts autrement que par la qualité et la précision des matériaux. Il suffit d'acheter une marque e3D v6 ou j-head, ou tout ce qui est bien fait et a une étape d'inspection de qualité.

Sérieusement, les contrefaçons sont si mauvaises qu'elles ont écrasé l'esprit du concepteur de la tête en J. Il ne veut plus le concevoir. Pour ceux d'entre vous qui ont acheté des contrefaçons, allez vous asseoir dans un coin et réfléchissez à ce que vous avez fait.

Répétez après moi, "Je ne peux pas pirater la physique. La physique ne pense pas que je suis intelligent. Ça marche ou ça ne marche pas. C'est bien fait, ou ça ne l'est pas". Les ingénieurs ne sont pas fous, ils ne sont pas là pour vous blesser. Ils n'accumulent pas de secrets pour pouvoir facturer de l'argent sans raison. Toutes ces choses ont été scientifiquement testées pour être vraies ou non. Ce n'est pas un système auquel vous pouvez jouer, un seul que vous pouvez compenser.

Chaque centime que vous ne dépensez pas pour de bonnes pièces est du temps que vous passez à compenser ces pièces bon marché. Par exemple. J'ai passé deux heures à essayer de comprendre pourquoi mon imprimante sautait des étapes toutes les quelques couches. Il finit par les poulies bon marché que j'ai achetées étaient en faute. Le fabricant a économisé de l'argent en moulant par injection les dents de la poulie et en pressant celles-ci sur un noyau en aluminium. Pas de surprise, les dents en plastique se sont cassées. J'ai commandé des poulies plus chères, tout en aluminium, auprès d'une source fiable, et je n'ai plus eu de problèmes depuis. J'ai économisé peut-être trois dollars en achetant ces poulies en plastique. J'ai fini par passer trois heures et dix dollars supplémentaires pour réparer une poulie. Cela me semble assez idiot.

Enfin, n'achetez pas une imprimante avec un axe z bon marché. Ça a l'air rigide ? A-t-il l'air stable ? Cela ressemble-t-il au mouvement le plus cher de la machine. Si la réponse est non, sautez-la. C'est seulement la deuxième à l'extrudeuse pour l'importance. Mon imprimante a deux tiges filetées à domicile pour le Z, de même, mes impressions ont toujours l'air terribles dans le Z. Il n'y a aucun moyen de les réparer sans mise à niveau.

Doit-on encore répéter le mantra ? Tout comme avec l'extrudeuse. Vous êtes, au début et à la fin de la journée, à extruder du plastique. Alors pourquoi courir vers le bas pour acheter le filament le moins cher que vous puissiez acheter ? Trouvez un fournisseur réputé qui fabrique du filament dans votre pays avec de vraies spécifications techniques et achetez cela et seulement cela. Essayer

quelques marques, mais n'achetez pas les choses les moins chères que vous pouvez. Vous ferez échouer des pièces, bloquerez votre extrudeuse ou passerez un mauvais moment.

Les éléments qui indiquent généralement un filament de bonne qualité sont : une erreur de faux-rond inférieure à 4 % et une tolérance de taille inférieure à 4 %. Soit environ +-.04 mm sur un filament de 1.75 mm. Filament qui mentionne l'inspection de la qualité, les micromètres laser et d'autres objets coûteux jetés dans le processus de fabrication. De plus, si l'entreprise peut nommer la source de ses granulés de stock, pointer vers une fiche technique ou donner des spécifications techniques, c'est un très bon signe. Vous ne voulez pas de plastique recyclé pour votre filament.

De plus, le filament le moins cher est généralement noir, car vous pouvez broyer n'importe quel plastique de couleur et le teindre en noir. L'achat de filaments noirs bon marché est un excellent moyen d'obtenir une pierre littérale ou un peu d'herbe dans votre extrudeuse. Le filament noir de qualité sera en plastique vierge.

Une imprimante 3D doit positionner une buse avec précision. Il doit également le faire à une vitesse raisonnable. Il doit donc prendre la masse d'une buse d'imprimante, l'augmenter jusqu'à une vitesse, puis la réduire à une vitesse complètement opposée. La force ne disparaît pas, elle est transférée à la courroie, aux poulies et jusqu'à la table ou au cadre. Plus la machine est rigide, moins elle fléchira lors de cette opération. Il vibrera également moins, ce qui apparaîtra sur vos impressions comme moins de sonnerie. Cela se fait en ayant des matériaux lourds qui ne se plient pas dans les parties qui voient la force. Si votre imprimante a un cadre en aluminium extrudé, mais que le fabricant a bon marché et a imprimé en 3D les supports qui le maintiennent ensemble plutôt que d'opter pour ceux en fonte, votre imprimante aura toujours une certaine souplesse.

De plus, un axe renforcé ridiculement haut vacillera lorsque l'imprimante se déplacera. Les porte-à-faux sont également mauvais. Il apparaîtra dans votre impression. J'aime le prusa i3 et les bots printr, mais ils ont une vitesse maximale. C'est un cauchemar mécanique de rigidité et d'alignement.

C'est quelque chose qui est très difficile à faire dans la plupart des imprimantes. Vous devez être capable d'équarrir chaque axe à l'autre. Ou, en termes de ce que cela signifie pratiquement pour votre imprimante, si vous imprimez un grand cube, chaque côté doit être parfaitement carré. Il ne doit pas y avoir de parallélogrammes.

La plupart des imprimantes ne sont pas conçues pour être carrées. Comment mettre une machine au carré, c'est quelque chose pour un autre jour, mais pour l'instant, je vous recommande de regarder des vidéos sur YouTube de machinistes qui mettent leurs machines au carré pour en avoir une idée. C'est un art, et la plupart des vraies machines sont conçues pour le compenser. C'est pourquoi une fraise à genou est plus ou moins dans la configuration de l'axe des ordonnées dessiné pour un tracé 3D. Il est vraiment intuitivement facile de comprendre comment le tramer. Cependant, une fois que vous faites quelque chose comme fabriquer un moulin à portique, cela devient plus difficile. Par exemple, que se passe-t-il si tout le cadre se tord un peu. Vous serez parfaitement carré à une extrémité et à l'autre.

Je mentionnerai que c'est un peu plus un problème pour les machines cartésiennes, une machine delta peut compenser un peu plus facilement ce genre de désalignement, tant que vous avez les rails parallèles entre eux et perpendiculaires à la base du robot. Il existe également des subtilités d'alignement pour ceux-ci.

Comme mentionné précédemment, il est très important que votre lit soit de niveau. Même après avoir mis votre machine à l'équerre, vous pouvez toujours avoir un certain désalignement au fil du temps dans votre lit. Le nivellement logiciel du lit s'ajustera très bien à ces petits désalignements et rendra l'impression beaucoup plus agréable. Vous voulez toujours que votre lit soit à moins de 0,5 mm de la buse, mais vous n'avez plus à passer des heures à l'obtenir à moins de 0,01 mm.

La machine a besoin d'un cerveau. Ce serait bien si ce cerveau était fiable, documenté, bien conçu et soutenu. Par exemple, que se passe-t-il si un fil se casse dans le câble de votre moteur pas à pas pendant que la machine fonctionne. (Cet exemple étrangement spécifique m'est arrivé.) Si la carte a une diode de protection, pas grand-chose. Cependant, si la puce du pilote est là sans protection parce qu'une entreprise a décidé d'économiser 25 cents par carte en négligeant cette partie, vous allez également perdre une puce du pilote. Vous souhaitez supprimer autant d'inconnues que possible de votre aventure d'imprimante. L'électronique est la partie la plus compliquée. Il peut être bon de dépenser de l'argent pour eux.

De plus, pour une imprimante delta, une carte plus puissante comme la carte smoothie vous donnera une meilleure accélération que les plus faibles basées sur Arduino. Les calculs sont beaucoup plus difficiles en termes de calcul pour les machines delta.

Certaines personnes ne seront pas d'accord avec moi sur celui-ci en raison de leur philosophie logicielle. Mais l'achat d'un meilleur logiciel pour mon imprimante a amélioré mon imprimante plus que la plupart de mes mises à niveau matérielles. Nous extrudons un fluide non linéaire très rapidement à travers un petit trou, et il a toutes sortes de propriétés physiques étranges. Mieux notre logiciel est conçu, meilleure sera notre impression. Ma préférence va à Simplify3D. J'ai entendu dire que certaines des autres solutions spécialisées le dépassent dans certains domaines. Faites des recherches et faites ce qui est le mieux pour vous. Cela étant dit. Slic3r est un merveilleux logiciel, et j'admire vraiment le travail qui y est consacré.

Si vous êtes débutant, on vous a probablement dit que vous pouviez acheter une imprimante 3D pour 300 dollars et que ce serait facile par un gars sur sa huitième imprimante. Vous avez probablement des visions de l'impression de ce modèle PipBoy. Eh bien, vous pouvez dépenser 300 dollars, et il vous faudra un certain temps avant de pouvoir obtenir une impression de bonne qualité. Comme tout, bien dépenser une somme d'argent raisonnable vous rapportera les meilleurs résultats. N'achetez pas simplement l'imprimante la plus chère que vous puissiez trouver ; vous vous retrouverez avec un Makerbot et passerez un moment encore pire. Faites vos recherches, vérifiez les avis et vérifiez les pièces que les gens impriment.

Vous obtiendrez certaines choses avec un kit de meilleure qualité, ce qui rendra votre temps bien meilleur. À savoir, la documentation et le support.

Voici la documentation du kit officiel Prusa i3 de Prusa Research. C'est vraiment bien. Cela vous aidera vraiment lorsque vous assemblerez votre première imprimante de ne pas avoir de questions évidentes. La plupart des questions d'assistance sur le canal IRC #reprap proviennent de personnes qui ont acheté des kits bon marché qui se comportent bizarrement, ou qui ne peuvent pas dire dans quelle direction se trouve une pièce étrange. Une bonne documentation est toujours un indicateur de bon ingénieur et de bonne gestion dans une entreprise. C'est la partie la moins amusante, mais l'une des plus précieuses du processus d'ingénierie.

Acheter ce duplicateur Shenzen sur AliExpress, c'est signer un formulaire de décharge de tout risque de la part de l'entreprise concernant les problèmes que vous pourriez avoir avec le produit. Que faites-vous lorsque l'électronique a une puce soudée à l'envers ? Que faites-vous lorsque vous obtenez une tige de précision tordue ? Une entreprise qui associe son nom à son produit doit plaire à son client.

Par exemple, je sais qu'Ultimachine remplacera un Rambo s'il casse, presque sans poser de questions. Ils vous répondront par e-mail avec toutes les questions que vous pourriez avoir sur le conseil d'administration et vous fourniront un soutien personnalisé. Pouvez-vous dire cela pour l'un des fournisseurs sur AliExpress ? Idem pour e3D. Si vous avez un problème avec leur buse, ils vous soutiendront. Cela leur coûte de l'argent. Il est alors dans leur intérêt de fabriquer des produits qui ne manquent pas. Pour dépenser l'argent là où il doit aller. Cela a été mon expérience, et celle des autres. C'est pourquoi Lulzbot, Prusa et SeeMeCNC utilisent tous ces solutions plutôt que de lancer les leurs.

Enfin, lors de l'achat et de la construction d'une machine compliquée comme une imprimante 3D, vous aurez presque certainement des problèmes. Donc, vous voulez réduire le nombre d'inconnues quant à l'origine de ce problème. Par exemple. Si vous avez un moteur pas à pas qui ne tourne pas. Si vous avez acheté une carte Rambo chez Ultimachine, vous pouvez plus ou moins supposer que ce n'est pas la carte en faute. Cela permet de déterminer plus facilement qu'il s'agit probablement d'un connecteur, d'un fil, d'un mauvais câblage ou du moteur lui-même. Maintenant, si vous avez acheté le moteur à cinq dollars sur eBay, alors c'est peut-être le moteur. Cependant, si vous avez acheté un moteur Kysan avec une marque attachée, vous pouvez probablement également vous débarrasser de cette possibilité.

Cela revient à vérifier si un ordinateur est réellement branché avant de commencer à rechercher les problèmes les plus difficiles. Avec un kit bon marché, qui n'a pas de support, une mauvaise conception mécanique, pas de documentation et pas de composants traçables ; il n'y a tout simplement aucun moyen de déboguer un problème, autre que de tester chaque possibilité.

Il n'y a rien de mystérieux qui se passe dans une imprimante 3D. Cependant, il y a des limites à ce que vous pouvez en retirer. Ces limites sont fixées par des propriétés physiques réelles. Durcir une tige demande du temps, de l'énergie, des personnes expérimentées et des machines entretenues. Tout cela coûte de l'argent. Cependant, si cette étape est sautée, il y aura des conséquences réelles et mesurables. Des conséquences très bien comprises par ceux qui travaillent dans le domaine du génie mécanique. Vous pourriez donc avoir quelques bons tirages de votre spécial Shenzen. Ensuite, les billes durcies dans le roulement linéaire peuvent ronger les rainures des tiges non durcies et se coincer à cause de la poussière métallique qui en résulte. C'est la réalité. C'est pourquoi une imprimante décente coûte entre 600 et 2 000 dollars américains.

Alors faites des recherches appropriées, dissiper les illusions, lire les critiques et acheter une bonne imprimante. J'espère que vous aurez une bonne expérience et que vous commencerez à améliorer votre machine. Peut-être, si nous avons de la chance, vous alimenterez la communauté en retour des découvertes que vous faites, et nous pourrons tous construire des machines encore meilleures.