mardi 1 juillet 2014

Réglages de la Prusa i3 Rework



Dans cet article je vais  décrire la manière de calibrer la Prusa afin de permettre une impression en 100 micron et ainsi pouvoir profiter d'une résolution accrue par rapport aux réglages d'origine de l'imprimante.



1 - Réglage du Z Endstop (capteur de fin de parcourt de l'axe Z)


Le réglage du capteur de fin de parcourt de l'axe Z est le réglage qui vous permettra d'approcher la buse suffisamment près du plateau afin que l'ABS puisse s'y coller. Ce réglage consiste dans un premier temps à placer la tête de la buse en X=0 et Y=0, dans un second temps visser le capteur à une position de sorte que la tête de la buse se retrouve à une distance 0.1mm du plateau. Dans un troisième temps on ajustera la position des deux moteurs de l'axe Z pour faire en sorte que le chariot de l'axe X se déplace parallèlement au plateau chauffant .

Malgré son extrême importance il se trouve que le positionnement du capteur de fin de parcourt de l'axe Z est probablement l’élément le moins bien pensé de la Prusa puisqu'il est le moins accessible et le moins facile à stabiliser alors même qu'il nécessite d'être le plus précisément réglé. En effet le capteur se règle à l'aide de 2 vis dont les écrous sont inatteignables sous la carte Arduino et impossible à visser sans systématiquement bouger le réglage que vous essayez de fixer. Il est à tels point impossible à régler que j'ai fini par visser le Endstop à une position quelconque puis j'ai empiler des couches de scotch sur la zone de contact opposée au capteur jusqu'à obtenir le réglage que je souhaitais.

Une fois ce réglage obtenu et l'axe X parallélisé j'avais une calibration grossière mais suffisamment précise pour faire se coller l'ABS sur une portion restreinte du plateau, je pouvais donc commencer à imprimer.

Je dis portion restreinte du plateau car le plateau lui même n'est pas complètement horizontal pour différentes raisons et donc dans un premier temps on doit se contenter d'imprimer sur un peu plus d’un quart du plateau en gros.

La première impression que j’ai réalisé à donc été un système permettant de régler beaucoup plus précisément le capteur de fin de parcourt de l’axe Z. J’ai choisi ce modèle.


2 – Réglage de l’horizontalité du plateau


Vous avez du vous rendre compte qu’une fois que vous aviez vérifié que la buse se retrouvait bien à 0.1mm sur toute la largueur du plateau en Y=0 et que vous avez bougé le plateau en Y=20 pour vérifier que c’était bien toujours le cas, alors la buse se retrouvait parfois plus proche ou plus loin du plateau à certain endroits. C’est ce problème d’horizontalité que nous devons régler pour nous assurer que la buse se retrouve toujours à la même distance du plateau quelque soit sa position. Ceci va nous permettre de profiter de la totalité de la surface d’impression c'est-à-dire 20cm x 20cm.

Le problème ici vient du fait que le plateau repose aux quatre coins sur des rondelles ce qui le rend impossible à régler. Pour régler ce problème j’ai installé des ressorts entre le plateau de chauffant et le support en aluminium puis j’ai ajouté une molette de réglage à chaque coin pour décomprimer le ressort précisément sans avoir besoin d’outils. J’ai également du trouver des vis un peu plus longues car les anciennes (M3x14) étaient devenues trop courtes.  Les résultats ont été à la hauteur (sans mauvais jeu de mot), après une séance de réglages consciencieux le plateau se retrouvait à la même hauteur partout.

Vous pourrez trouver le modèle de la molette ici.


3 – Réglage de la longueur d’extrusion du filament


Afin d’être sur que la bonne quantité de matière est extrudée par le firmware nous devons nous assurer que la vitesse d’extrusion du filament est correctement réglée. Pour cela j’ai suivi la vidéo ci dessous vidéo qui explique comment calibrer cette variable.
Lorsque l’auteur de la vidéo effectue son réglage il ouvre une fenêtre de dialogue que vous trouverez dans Configuration > Configuration de l’EEPROM du firmware. La case à changer se trouve la boite de texte E de la ligne Pas par mm.


4 – Calibration de l’épaisseur  du filament extrudé.


Les rouleaux de filament n’étant pas parfaitement rond il est rare que le diamètre annoncé soit réellement respecté (chez moi 3mm) aussi pour chaque rouleau de filament il convient de s’assurer que cette variation de diamètre n’influence pas la taille du filament extrudé. Pour cela nous allons calculer un coefficient multiplicateur qui servira à compenser l’excès ou le manque de matière.
Pour calibrer la taille d’extrusion du filament en fonction du rouleau d’ABS j’ai suivi la vidéo qui suit. Toutes les informations concernant le modèle de calibration sont dans la description de la vidéo.


5 – Réglage du ventilateur de refroidissement de l’extruder.


Cette partie est assez importante à comprendre si vous ne voulez par avoir à démonter votre buse sans arrêt pour la déboucher.

Une buse d’extrusion se compose de trois parties

-          un radiateur
-          un corps de chauffe
-          une tête d’extrusion

l’extrusion fonctionne ainsi :
  1. Le filament entre dans le radiateur, dans cette partie le filament doit rester solide, c’est  pour cette raison qu’on la ventile.
  2. Le filament pénètre dans le corps de chauffe, dans cette partie le filament fond et est mis sous pression par le filament solide entrant.
  3. Le filament fondu sort par le trou de la tête.
Le problème de buse qui se bouche surviendra ici si vous vous amusez à bouger sans arrêt le ventilateur de refroidissement de l’extruder. En effet le radiateur sert à créer une zone froide qui empêchera le filament de fondre au dessus du corps de chauffe. Si vous commencez à faire fondre le filament sans refroidir le radiateur, la chaleur du corps d’extrusion finira par remonter le long du radiateur et le filament commencera à fondre plus haut que prévu dans la buse. Si vous arrêtez alors de chauffer la buse le filament refroidira dans le radiateur en se collant aux parois. Si maintenant vous refaite chauffer votre extruder en branchant le ventilateur le radiateur n’arrivera plus à atteindre la température de fusion qui permettrait de décoller l’ancien filament fondu des parois, votre buse est bouchée.

Si cela vous arrive démontez votre buse et plongez là dans l’acétone pendant une journée en remuant de temps en temps pour dissoudre l’ABS (débranchez la thermistance et la résistance de chauffe bien sur).

Personnellement depuis que mon ventilateur est bien réglé je n’ai plus de problème de buse bouchée comme j’en ai eu précédemment.

Pour régler la position du ventilateur de l’extruder passez votre doigt entre la sortie du ventilateur et la buse pour vérifier que l’air atteint le haut du corps de chauffe.


6 – Empêcher la rétractation de l’ABS


L’ABS est une matière assez compliquée à imprimer essentiellement à cause du phénomène de rétractation qui se produit lorsque le plastique refroidit, emportant avec lui les couches du dessous.
Pour lutter contre ce phénomène il existe tout un lot de méthodes.

1 – le plateau chauffant recouvert de kapton

Recouvrir la vitre du plateau de kapton est indispensable si vous voulez que l'ABS accroche mais le plateau chauffant permettra à l’ABS de rester suffisamment mou sur les couches basses pendant l’impression pour celui-ci ne se rétracte plus. Il faudra bien faire attention lors de l'installation de la vitre à ce que celle-ci soit le plus près possible du plateau sinon la température risque de plafonner à une temperature inférieure à 90°. Attention donc aux couches de silicones trop épaisses ou aux plateaux déformés par un mauvais réglage d'horizontalité. Lorsque vous retirez la vitre pour remettre du Kapton si celui-ci s'est déchiré, veillez à retirer les surcouches de vieux silicone et remettez en une petit touche au moment de replacer la vitre pour faire en sorte de toujours convenablement lire la température du plateau.

2 – La jupe

Slicer, lorsqu’il découpe votre objet en tranche vous permet d’ajouter à la base de l’objet une jupe de plastique d’une épaisseur 1 tranche qui permet d’avoir une zone sans plastique au dessus d’elle et qui par conséquent à moins tendance à commencer à se soulever. En plus de ça la jupe crée une plus grande adhérence. Une jupe, pour qu’elle soit efficace, doit être bien écrasée sur le plateau. Vous ne devez pas voir entre les fils.

3 – La colle d’ABS

La solution ultime est de badigeonner votre plateau avec de la colle d’ABS, succès quasi garanti mais le problème est ensuite de récupérer l’objet sans l’abimer.
La colle d’ABS est simple à faire, coupez 10 cm d’ABS en morceau dans 10cl d’acétone. Une fois l’ABS dissout trempez un morceau d’essuie-tout dans la colle et frottez le sur votre plateau. Une légère trace blanchâtre doit apparaitre.



7 – Éviter le plantage en plein milieu d’une impression


Il m’est arrivé dans certaines occasions que la Arduino plante en pleine impression. Je ne suis pas vraiment certain des causes de ces plantages mais parmi les causes que j’ai pu relever celles qui avaient le plus de sens à mon avis étaient que le câble UBS se trouvait à proximité des moteurs ou que la carte Arduino surchauffait, avec une préférence pour la seconde. La solution : ventiler l'électronique.

8 - Éviter le décalage entre les couches


Il se peut que vous ayez les couches de filament qui soient légèrement décalées sur un des axes ce qui peut être le symptôme d'une courroie mal tendu. C'est un autre des problème de la Prusa, la courroie de son axe X n'est pas toujours facile à bien tendre. J'envisage d'ailleurs d'imprimer une pièce supplémentaire qui me permettrait de remédier à ce problème mais j'aurais alors besoin de racheter une courroie plus longue.

9 - Éviter de boucher la buse


On a vu dans le point 5 que régler le ventilateur correctement était un pré-requis indispensable à une buse en bonne état de fonctionnement mais étant donné la taille du trou de la tête (0.5mm) la moindre poussière un peu grosse peut venir obstruer la sortie. Pour éviter cela j'ai opté pour une solution low tech, j'ai enroulé une feuille d'essuie-tout pliée autour du filament ce qui nettoie ce dernier avant son entrée dans l'extruder.