Conseils de construction et d’utilisation

Voici les principales leçons que j’ai tirées de la construction et de l’utilisation de la RepRap. Certaines concernent seulement la Mendel, d’autres toutes les RepRap.

Toutes les machines
Mendel seulement

Plateau chauffant, ventilateur

Les pièces se déforment pendant l’impression dès qu’elles atteignent une certaine taille et/ou épaisseur. L’utilisation d’un plateau chauffant est indispensable même avec du PLA, bien qu’il se déforme moins que l’ABS.

L’utilisation d’un ventilateur est indispensable lorsqu’on imprime en PLA ou en ABS, si les pièces sont petites ou comportent de petites parties. Il doit être situé près de la buse de la tête d’impression, pour refroidir et solidifier le filament extrudé. Il permet qu’une nouvelle couche ne s’imprime pas sur une précédente couche encore molle. Il ne doit pas être utilisé lors de l’impression de la ou des 1res couches de l’objet car celui-ci adhèrerait moins au plateau.

Usure de l’orifice d’entrée du filament

L’orifice d’entrée du filament dans la tête d’impression sera peu à peu usé par le passage de celui-ci. Cela peut entraîner un défaut de fonctionnement car le filament ne sera plus correctement guidé jusqu’à sa roue d’entraînement. On règle ce problème en collant un tube de métal dans l’orifice d’entrée, par exemple un embout de 3,6 mm de diamètre intérieur pour un filament de 3 mm.

Poussières sur le filament

Le filament attire de la poussière par électricité statique. Il est primordial de le dépoussiérer à l’entrée de la tête d’impression, avec un morceau de tissu non pelucheux – tissu de nettoyages de verres de lunettes ou de lentilles d'objectif par exemple – serré autour de lui, à nettoyer souvent.

Sinon, la poussière s’accumulant dans la tête finit par la boucher, et après des impressions ratées par manque progressif de débit, il faudra la changer… Attention à ne pas utiliser, comme je l’ai fait, un tissu pelucheux trop serré autour du filament, qui peut lui aussi entraîner un bouchage de la tête…!

Poussières sur les barres X et Y

Les barres X et Y supportant la tête ou le plateau d’impression accumulent de la poussière, qui s’y agglomère car ces barres sont graissées. Cette accumulation peut entraîner des vibrations pendant l’impression, il faut donc parfois nettoyer et re-graisser ces barres.

Planéité du support

Des machines comme la Mendel ou la Prusa ne sont pas extrêmement solides de construction, par rapport à la MendelMax par exemple. Il est important de les poser sur un support bien plan, même s’il n’est pas parfaitement horizontal, car un défaut de planéité peut modifier légèrement la géométrie de la machine et donc jouer sur la régularité de la distance entre la tête et le plateau d’impression.

Torsader les fils

Pour éviter ou diminuer fortement l’émission de parasites électromagnétiques, il faut torsader les fils de tous les câbles transportant du courant alternatif : c'est le cas des câbles alimentant les moteurs, dont il faut croiser les paires de fils de chaque bobine ; c’est aussi celui des câbles alimentant les résistances de chauffage de la tête et du plateau si elles sont alimentées en PWM, ce qui est le cas en général avec les électroniques de la RepRap.

Les câbles font aussi antenne s’ils ne sont pas torsadés, il faut croiser les fils menant aux thermistances de la tête et du plateau, et aux capteurs de fin de course.

Le croisement des fils doit être aussi serré que possible pour être efficace.

Réglage du plateau d’impression de la Mendel

Lorsque la construction de la Mendel est terminée reste à régler l’assiette du plateau pour qu’il soit à égale distance de la tête. Ce réglage est décrit sur la page concernant le réglage des axes du projet RepRap au paragraphe X-Y check. Il faut régler les quatre vis fixant le plateau jusqu’à obtenir un écart constant entre le plateau et la tête, quelle que soit la position en Y du plateau et en X de la tête.

Mais ce réglage des vis modifie l’assiette du plateau, et cela d’autant plus que ces vis sont fortement vissées, car elles entraînent, à travers le plateau lui-même, une traction sur les deux tiges de guidage du plateau. L’horizontalité des deux tiges est alors modifiée, on croit régler l’assiette du plateau mais en réalité on introduit une erreur dans ce réglage… C’est un défaut de conception de la Mendel, le réglage du plateau ne devrait pas entraîner de traction sur les deux tiges de guidage de celui-ci.

Une page de ce site décrit une solution radicale à ce problème par l’adaptation à la Mendel du plateau de la Mendel90.

Sinon, pour tenter de régler ce problème :

  • Régler le mieux possible la géométrie X et Y du cadre, c’est à dire la perpendicularité entre les deux tiges Y supportant le plateau et les deux tiges X supportant le chariot de la tête d’impression. Moins cette géométrie sera exacte, plus on aura à visser l’une ou plusieurs des vis de fixation du plateau et plus on introduira d’erreur dans l’assiette de celui-ci.
  • Serrer le moins possible les vis de fixation du plateau.
  • Pour les quatre ressorts du plateau (bed-spring_4off.stl) utiliser de l’ABS plutôt que du PLA. Le PLA est très dur et des ressorts en PLA entraînent un déréglage de l’assiette du plateau beaucoup plus important que des ressorts moins puissants comme ils le sont en ABS. Attention ces ressorts se détendent, voir plus bas.

Géométrie X et Y de la Mendel

Un des premiers tests à faire en utilisant la RepRap est de voir si les pièces sont imprimées à la taille prévue. Ce n’est pas toujours le cas… imprimer par exemple un parallélépipède de test, plat, comme on peut l’obtenir dans OpenScad avec :

   cube ([60,60,3]);

pour un parallélépipède de 60 mm de côté et de 3 mm de haut, qu’on peut aussi évider pour rac­cour­cir la durée d’impression :

   difference ()
   {
      cube ([60,60,3], center=true);
      cylinder (r=20, h=5, center=true);
   }

Pour régler les dimensions X et Y il faut modifier les valeur de X_STEPS_PER_MM et de Y_STEPS_PER_MM dans le firmware (fichier configuration.h pour le firmware FiveD). Ces valeurs ne sont pas absolues et dépendent des courroies utilisées, de l’épaisseur des dents des roues d’entraînement, de la longueur d’accroche des courroies sur les poulies.

Pour le Mendel, la dimension X sera fausse en particulier si l’on utilise le plateau alternatif du moteur X, soit xaxis-motorbracket_1off.stl (voir Mendel Alternate X Motor Bracket) plutôt que x-end-bracket_2off.stl. La raison est que la courroie X est moins bien entraînée avec le plateau alternatif qu’avec le plateau original. On peut améliorer l’entraînement de la courroie X en ajoutant deux roulements au plateau alternatif, fixés par deux des vis tenant le moteur :

Photo en gros plan de deux roulements ajoutés au plateau du moteur X de la RepRap Mendel

Mendel : plateau alternatif du moteur X avec ajout de deux roulements permettant une meilleure accroche de la courroie.

Tout un thread du forum RepRap est consacré au défaut de géométrie X/Y : Circles not coming out Circles. Voir également plus bas, sur l’usure de la courroie X.

Détente des ressorts imprimés du plateau de la Mendel

Une page de ce site décrit une modification du plateau de la Mendel avec laquelle les ressorts ne sont plus utilisés. Ils entraînent de toute façon une petite élasticité de mouvement du plateau rendant l’impression un peu moins précise.

Comme indiqué plus haut j’utilise des ressorts (bed-spring_4off.stl) en ABS, qui se sont détendus au fur et à mesure de l’utilisation de la Mendel, entraînant des ratages d’impressions. On règle cette question en abaissant de jour en jour la position de la tête. J’imagine que cette détente doit prendre fin après quelques temps d’utilisation de la RepRap, ce n’est pas encore le cas pour moi après plusieurs mois d’utilisation intensive de la machine… Ces ressorts imprimés peuvent être remplacés par des ressorts de compression d’une longueur libre de 25 mm environ.

Usure de la courroie X de la Mendel

Une page de ce site décrit une modification de l’entraînement de l’axe X de la Mendel, qui rend inutiles les précautions suivantes.

La courroie X, surtout si elle est utilisée avec le plateau du moteur X original (x-end-bracket_2off.stl) s’use progressivement et finit par se rompre, même si elle est renforcée par des câbles métalliques internes. Cette usure entraîne une détente progressive de la courroie et un défaut de la géométrie en X : peu à peu les pièces sont imprimées avec un allongement de leur dimension X allant jusqu’à 5% environ, ce qui est énorme.

Le plateau alternatif du moteur X (xaxis-motorbracket_1off.stl) doit normalement supprimer cet effet, car le chemin parcouru par la courroie est moins tortueux et ne comporte pas les six angles droits du plateau original. Mais la première courroie que j’ai utilisée a rompu alors que j’utilisais ce plateau alternatif, auquel j’avais ajouté deux roulements comme évoqué plus haut dans cette page.

  • Se méfier lorsqu’on voit la courroie se détendre… et imprimer régulièrement des pièces de test pour vérifier la géométrie en X.
  • Modifier préventivement la position de la courroie sur le chariot pour modifier la position de la partie subissant le plus de contraintes, près de la roue dentée du moteur. Cette partie mesure 10 cm et comme la courroie est plus longue que nécessaire on peut la positionner de quatre manières différentes et donc augmenter d’un facteur 4 sa durée de vie.

• Publié le 07/12/2011 - modifié le 26/11/2013