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Save the planet: buy a 3D printer!

Je possède un nettoyeur à vapeur professionnel de marque allemande, très cher (2500.- neuf) que j’avais pu avoir d’occasion il y a plusieurs années à un prix très correct (erreur de commande d’un client; il était resté sur les bras d’une entreprise). Après des années de bons et loyaux services, une toute petite pièce s’est cassée:

Le problème est que cette pièce sert à faire le lien entre le flexible et l’appareil pour transporter la vapeur. Elle est donc creuse. Malheureusement, le site web de la marque de l’appareil ne répond plus. Le compte Facebook de la marque n’est plus mis à jour depuis 2013. Bref, l’entreprise semble avoir sombré. Impossible donc de commander la pièce de rechange. Si ça se trouve, j’aurais dû racheter tout le flexible, avec la télécommande, donc fort onéreux.

C’est rageant. J’ai un appareil très cher, très performant et qui est parfaitement fonctionnel qui devrait partir à la casse parce qu’une toute petite pièce de plastique, vitale, est cassée. Il reste une dernière chance: fabriquer une nouvelle pièce à l’aide de mon imprimante 3D. Il reste un problème: cette pièce doit supporter le passage de la vapeur à haute température. Je peux donc exclure le PLA, qui commence à ramollir à 50°C. J’ai en stock de l’ABS; qui lui commence à ramollir à 90°C. C’est limite, mais à défaut de mieux…

Pour commencer, il faut créer la pièce dans Sketchup Make 2016 (gratuit):

Ce logiciel est très simple d’accès, mais gère très mal tout ce qui est cylindrique. Heureusement, il existe le plug-in Solid Inspector 2 qui permet de rendre la pièce imprimable.

La pièce est ensuite placée dans le slicer, qui va préparer le G-code qui pilotera l’imprimante 3D. Dans mon cas, il s’agit de Cura.

Ensuite, il faut imprimer:

Ma Vertex K8400 gère mal les petits objets; elle fait fondre ce qu’elle vient d’imprimer. J’imprime donc systématiquement deux objets similaires, éloignés l’un de l’autre, quand il s’agit d’objets fins. De cette manière, l’objet ne reste pas à proximité de l’élément chauffant de la tête et peut donc refroidir. Ça double certes le prix de la pièce… qui passe de 6 à 12 centimes! Pas de quoi se ruiner!

Quant au résultat…

 

 

Ça marche! Et voilà un appareil électroménager qui durera encore un moment au lieu de rejoindre la déchetterie et d’être remplacé par du matériel neuf. Et quand la pièce cassera à nouveau, j’en imprimerai une nouvelle en moins de 30 minutes. L’impression 3D devient un outil pour lutter contre le consumérisme à outrance, mais surtout contre une certaine idée d’obsolescence programmée.

En France, la chaîne d’électroménager Boulanger a mis en place une plate-forme communautaire et open source (c’est presque le plus beau dans la démarche!) qui permet aux clients de la marque de télécharger librement les modèles 3D de certaines pièces des produits de la marque et de les imprimer, les modifier et les adapter à leurs besoins.

Plateforme 3D Boulanger: http://happy3d.fr

Plus fort encore: les clients peuvent publier les pièces qu’ils ont créées, augmentant d’autant plus (et à moindres frais) la base de données! Cela permet de prolonger la vie des appareils. À première vue, c’est contre-productif pour le chiffre d’affaires de la marque. En réalité, la « réparabilité » d’un appareil est de plus en plus un argument de vente. La population est de plus en plus sensibilisée à la notion d’obsolescence programmée. Les imprimantes jets d’encre y ont bien contribué. À choisir entre deux appareils, l’un réparable et durable et l’autre bon à jeter au moindre problème, le choix paraît de plus en plus logique. De plus, cela permet une économie importante; le service après-vente et le service de réparation n’ont plus besoin de stocker sur 10 ans un grand nombre de pièces, pour chacun des appareils, ce qui représente un coût prohibitif. À terme, cela devient un vrai avantage compétitif! Quand la Migros et la Coop auront compris cela…

Et où imprimer? Tout le monde ne dispose pas d’une imprimante 3D à la maison. Pour cela, il y a les FabLab!

Sans compter les Makerspaces!


Imprimer en 3D le relief

Une des applications pédagogiques particulièrement utiles avec l’imprimante 3D est l’impression de modèles du relief terrestre. Jusqu’à maintenant, c’était assez fastidieux: il fallait trouver des données altimétriques libres, les travailler dans un SIG comme Grass, puis les travailler afin d’en obtenir un fichier .stl imprimable. La chose est d’autant plus complexe sur Mac, vu le peu de choix de logiciels. L’autre solution est d’utiliser des services payants.

Il existe maintenant une alternative simple et gratuite, qui s’appuie sur les données altimétriques de Google Maps, et donc disponible pour tous les points de la planète: terrain2stl

Capture d’écran 2016-04-09 à 18.44.34

Les fonctions de l’outil sont relativement limitées, mais cela rend son utilisation d’autant plus simple. Comme sur Google Maps, on se positionne à l’endroit désiré:

Capture d’écran 2016-04-09 à 18.51.03

On peut régler la taille de la sélection, malheureusement pas de manière linéaire, mais par cran. Voici la taille maximum de la zone imprimable:

Capture d’écran 2016-04-09 à 19.00.19

Il suffit ensuite de cliquer sur create STL file, puis Download:

Capture d’écran 2016-04-09 à 19.01.39

Le résultat:

Le relief terrestre est relativement plat par rapport à son échelle horizontale. On peut amplifier le relief pour bien le voir en modifiant l’échelle de l’axe Z:

Il est aussi possible d’importer les fichiers STL dans SketchUp et les y modifier:

Capture d’écran 2016-04-09 à 19.10.54

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Pour réaliser vos propres reliefs: http://jthatch.com/terrain2stl/


Imprimer en ABS sur un K8400

Après plusieurs essais ponctués par autant d’échecs, j’ai remis l’ouvrage sur le métier. J’avais fait tous mes essais avec une seule bobine d’ABS, de qualité standard, achetée chez un fournisseur suisse. La buse se bouchait à chaque fois en cours d’impression.

J’ai donc acheté une bobine ABS Deluxe, plus chère. J’ai affiné les réglages et surtout, j’ai changé l’extrudeur, qui fonctionne depuis bien mieux.

Voici le fichier de configuration Cura (pour deux têtes d’impression) pour l’ABS et le PLA:

K8400.ini


Comparatif K8400 – Ultimaker 2: test d’impression

vsIl est temps de passer à un test comparatif d’impression entre la Vertex K8400 et l’Ultimaker 2. Afin de comparer ce qui est comparable, j’ai utilisé deux filaments semblables: le PLA orange de RepRap Austria, en 2.85mm pour l’Ultimaker 2 et en 1.75mm pour la K8400. Il s’agit d’un filament d’entrée de gamme, que j’utilise pour mes prototypes. Je réalise naturellement la même pièce sur les deux imprimantes, en utilisant Cura dans les deux cas. La hauteur de couche est aussi similaire, réglée à 0.1mm. La différence tient au fait que l’Ultimaker utilise les réglages par défaut de Cura, alors que pour la K8400, j’optimise depuis 3 mois ces réglages.

Comme modèle, j’ai choisi le robot qui sert de logo à Ultimaker. Il a été  imprimé à l’échelle 1:1 et sans support, avec un taux de remplissage de 20%.

robot Capture d’écran 2015-04-03 à 14.26.28
Voici les résultats:

1 2 3 4

Le rendu est relativement similaire. La K8400 donne un résultat un peu plus lisse, mais l’Ultimaker est plus régulière. Pour ce qui est des mains, il est pratiquement impossible de les imprimer sans support. Mais l’Ultimaker 2 s’en sort mieux que la K8400 grâce à ses deux ventilateurs au niveau de la tête d’impression. Il est difficile de départager les deux; les résultats sont proches et chaque impression a des petits défauts, mais rarement les mêmes!

 

En conclusion, avec plus d’expérience et des réglages plus fins, l’Ultimaker 2 a encore un gros potentiel de progression, là où je commence à stagner avec la K8400. Il n’en reste pas moins que je suis très fier du travail accompli sur ma petite imprimante à 600.-. Sa qualité n’a rien à envier à une imprimante à 2500.-! Ceux qui achètent une K8400 partent sur une bonne base.


Comparatif K8400 – Ultimaker 2: le chargement-déchargement de filament

vsSi tant la Vertex K8400 que l’Ultimaker 2 sont très similaires par leur fonctionnement, avec un extrudeur de type Bowden et une architecture semblable, certains points diffèrent, à commencer par le chargement-déchargement du filament.

Chargement du filament:

Dans le cas de la K8400, la bobine est fixée de côté, de même que l’extrudeur. Il faut y insérer manuellement le filament de 1.75mm jusqu’à le voir apparaître dans le tube de teflon. Ce n’est qu’à ce moment que l’imprimante chauffe la tête et charge le filament. L’Ultimaker 2 commence par chauffer la tête, puis effectue un retrait d’un éventuel filament, avant de mettre en route lentement l’extrudeur dans le sens du chargement. On y insère alors un filament de 2.85 à 3mm. Il faut ensuite enfiler le filament dans l’extrudeur, le pousser fortement jusqu’à ce qu’il soit pris en charge par la roue crantée. Alors seulement, on valide l’action sur le bouton de contrôle. Le filament est à ce moment rapidement entraîné dans le tube de teflon jusqu’à la tête.

Problèmes rencontrés:

Velleman K8400: si le filament est courbe, il est souvent difficile de le faire passer à travers l’extrudeur. Il faut le rendre le plus droit possible, ou le guider dans l’extrudeur à l’aide d’un petit tournevis.

Ultimaker 2: le fait d’avoir mis la bobine derrière l’imprimante rend son accès très difficile, en particulier dans un espace restreint. Il faut pouvoir tourner en partie l’imprimante, gérer ce qui se passe à l’arrière tout en gérant le bouton à l’avant. Pour le coup, c’est une fausse bonne idée. Un autre problème rencontré: une fois le filament arrivé à la tête, on entend l’extrudeur qui patine. Le filament n’avance alors plus. La solution est simple: l’aider en le poussant dans l’extrudeur.

Retrait du filament:

Le retrait du filament est similaire sur les deux imprimantes: la tête chauffe d’abord, avant que l’extrudeur ne se mette à tourner en marche arrière afin de retirer le filament. Ce qui surprend sur l’Ultimaker 2, c’est la vitesse de retrait, très rapide. On a intérêt à être prêt à enrouler la bobine en même temps que le filament revient, sinon on se retrouve avec du filament partout sauf sur la bobine. Sur la K8400, tout se fait plus tranquillement… peut-être trop tranquillement, ce qui provoque dans certains cas un blocage du filament dans la tête… et nécessite un démontage de cette dernière.

La bonne idée

Sur la K8400, la bonne idée se situe au niveau des supports de bobine, montés sur roulements à billes.

Sur l’Ultimaker 2, grâce à l’alimentation 24V/210W, la tête chauffe très rapidement, ce qui rend le processus de chargement-déchargement très rapide.


Première impression de 21 heures

J’ai terminé l’impression de la pièce qui servira de support à une sortie de ventilation à double voie en fibre de carbone pour une Ultima GTR.

Quelque chose qui ressemble à ceci

Quelque chose qui ressemble à ceci

J’ai pratiquement atteint les limites du volume d’impression de la K8400:

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Les supports d'impression

Les supports d’impression

Les trous étaient déjà présents dans le fichier d'impression. Mais comme la pièce sera recouverte de fibre de carbone, cela ne se verra plus.

Les trous étaient déjà présents dans le fichier d’impression. Mais comme la pièce sera recouverte de fibre de carbone, cela ne se verra plus.

C'est pratique d'avoir un lit chauffant amovible

C’est pratique d’avoir un lit chauffant amovible

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La pièce prend presque tout le volume d'impression

La pièce prend presque tout le volume d’impression

La durée d’impression a duré plus de 21 heures, sans aucun problème. Je suis vraiment content de la fiabilité de ma Vertex K8400.

Voici le timelapse de l’impression:

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Contrôler son imprimante 3D avec Octoprint

J’ai installé un Raspberry Pi B+ avec Octoprint pour gérer mon imprimante 3D:

Octoprint pour Vertex K8400

Octoprint pour Vertex K8400

Ainsi, je peux programmer et surveiller une impression à distance, grâce à l’interface web:

Capture d’écran 2015-03-10 à 21.26.05

Grâce à la PiCam, on peut surveiller l’impression:

Capture d’écran 2015-03-10 à 21.28.08

On peut aussi réaliser des timelapse des impressions:

 

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Imprimante 3D Vertex K8400 et lit chauffant

Cela fait deux semaines que j’ai installé un lit chauffant MKIII sur ma Vertex. Et cela fait deux semaines que j’imprime avec bonheur: absolument aucun problème de décollement (ou de pièces qui ne se décollent pas et déchirent la feuille de BuildTak). Aujourd’hui, j’ai terminé l’installation définitive du lit chauffant. Mon imprimante 3D est donc terminée.

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Lit chauffant MKIII dans la K8400

 

J’ai donc utilisé:

J’ai installé des connecteurs entre le lit et le Power Expander, afin de pouvoir l’enlever si nécessaire. J’utilise aussi des connecteurs entre l’alimentation 24V et le Power Expander, afin de faciliter le transport de l’imprimante. J’imprime aussi sur du Scotch bleu. Avec une alimentation 24V/200W, il faut à peine une minute pour chauffer le lit à 60°C.

Le Power Expander

Le Power Expander

Le connecteur 4 pôles fourni avec les réglettes de LED Ikea est celui qu’il faut pour connecter le Power Expander au contrôleur. Je l’ai donc utilisé (câble blanc), après avoir confectionné une fiche. J’aurais aussi pu souder le câble au Power Expander.

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Câblage du Power Expander

J’ai adapté le boîtier pour Power Expander pour pouvoir le fixer au fond de la K8400, tout en utilisant les vis d’origine qui maintiennent le contrôleur.

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Sources disponibles sur Thingiverse, avec le fichier SketchUp: http://www.thingiverse.com/thing:693271


La Vertex K8400 en place

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L’imprimante 3D Vertex K8400 est bien open source

Un petit doute subsistait: la Vertex K8400 est-elle open source ou pas? Le doute est levé. Tous les plans sont maintenant publiés sur Github: https://github.com/Velleman/Vertex

La Vertex K8400 est donc bien open source. Elle est sous licence CC by-nc-sa: http://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/3.0/

Pour le prix, on a donc un excellent kit d’imprimante 3D, permettant d’imprimer avec une excellente qualité, peu cher, accessible pour un débutant bricoleur et open source. La porte ouverte pour les FabLab?


Promotion sur la K8400!

Le magasin Conrad.ch fait une remise de 15% sur l’ensemble de ses produits, suite à la chute de l’Euro! Cela amène le prix de l’imprimante3D Vertex K8400 à 599.- au lieu de 699!

Capture d’écran 2015-01-21 à 22.28.07

Lien: http://www.conrad.ch/ce/fr/product/1188100/kit-imprimante-3D-Velleman-K8400


Imprimante 3D Vertex K8400: ajout d’un lit chauffant

Le stress test est repoussé: impossible de faire adhérer correctement l’objet sur le scotch bleu. J’ai commandé directement chez le fabricant néerlandais deux feuilles de BuildTak pour remplacer celle que j’ai déchirée. Mais cela coûte 38€! Le problème du BuildTak est qu’il s’agit d’un consommable, à remplacer après quelques impressions au même endroit. Cela devient donc vite onéreux. Par ailleurs, son utilisation n’est pas si évidente que cela! Si le nez est trop bas, la pièce colle trop et on déchire la feuille. Si le nez est trop haut, la pièce ne colle pas. C’est donc assez délicat. L’investissement dans un lit chauffant prend alors tout son sens; d’autant plus que la carte-mère de l’imprimante et le logiciel gèrent sans problème le lit chauffant. Un connecteur est même déjà présent sur la carte-mère, délivrant du 15 Volts, ainsi qu’un autre pour le thermistor (le capteur de température)

Expérience faite sur la K8200, le temps de chauffe pour atteindre 60°C avec le lit chauffant est très long. Par ailleurs, l’alimentation fournie par la Vertex manque de puissance en cas d’ajout d’un second extruder. J’ai donc pris l’option de passer par une alimentation externe 24V-120W. Cela signifie qu’il faut quelque chose d’intermédiaire entre le 15V et le 24V. On pourrait utiliser un relais ou un MOFSET, selon le schéma suivant:

Source: http://forum.velleman.eu/viewtopic.php?f=58&t=13047

Source: http://forum.velleman.eu/viewtopic.php?f=58&t=13047

L’électronique n’étant pas ce que je maîtrise le mieux et n’ayant pas le temps de courir après tous les composants, j’ai commandé un Power Expander tout fait ici: http://reprap.me/heatbed/power-expander.html.

J’en ai profité pour commander au même endroit un lit chauffant MK3: http://reprap.me/heatbed/alu-241.html. Il a l’avantage d’avoir une surface en aluminium pour imprimer, ce qui permet de se passer d’une vitre.

Enfin, j’ai commandé en Chine une alimentation 24V-120W: http://www.aliexpress.com/item/120W-24V-Single-Output-Switching-power-supply-for-LED-Strip-light/618844844.html.

Il me reste à mettre la main sur les connecteurs.