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Le long chemin de la réalisation d’une imprimante 3D

Dans ces jours silencieux, ce n’est que le blog qui est resté blanc! J’ai beaucoup avancé sur mes réalisations, en particulier sur l’impression 3D.

eShapeoko

Je développe encore mon expertise 🙂 Je conçois maintenant pas mal d’objets à partir d’assemblages de morceaux découpés dans des plaques de MDF 6mm. Après le support de turbines, j’ai fait une nouvelle boite pour l’électronique de l’imprimante (avec l’arduino mega reçu, le Pololu de l’extrudeur, les mosfets de commande des chauffages et ventilateurs, et beaucoup de connectique!)

Contrôleur d'imprimante 3D (état au 9 déc 2013)
Contrôleur d’imprimante 3D (état au 9 déc 2013)

Il reste encore un peu de câblage à finir.

Coté usinage encore, j’ai trouvé une broche qui me fait de l’oeil, la Milwaukee DG30E, dispo chez BHV, 500 watts, 33000 rpm, pinces interchangeables, et surtout, pas de jeu! Seule inconnue: le bruit!

Coté logiciel, Marlin tourne déja dans l’Arduino, avec une configuration adaptée à ma machine, très similaire pour la commande à une carte Generation 7 ou à un shield RAMPS.

Coté chauffage

J’ai enfin pu utiliser le tour et la fraiseuse de l’Electrolab, merci encore à Ellyan pour sa patience et sa pédagogie. Je ne prétends pas encore maîtriser ces machines complexes, mais je commence au moins à me débrouiller. J’ai réalisé les pièces suivantes, qui réimplémentent d’une manière simplifiée l’extrudeur miniature de la foldarap:

  • Equerrage et surfaçage d’un bloc 10x12x20mm pour le corps de chauffe. Perçage à 6mm pour la résistance de chauffage, perçage et taraudage M4 pour la mini-buse et le tube en acier de connexion à la partie froide.
  • Equerrage et surfaçage d’un bloc de 10x12x40mm pour le corps froid. Perçage à 3mm pour la fixation sur le radiateur, perçage et taraudage M4 pour la connexion à la partie chaude, et perçage/taraudage borgne M5 pour l’embout pneumatique.
  • Surfaçage, perçage concentrique à 2mm et 0.5mm dans de la tige filetée laiton pour fabriquer la buse. Je remercie énormément Emmanuel Gilloz de m’avoir indiqué cet objet, particulièrement simple à réaliser et extrêmement économique (encore plus que mes boutons en laiton du BHV!).
  • Perçage concentrique et réduction de diamètre de vis filetée M4 pour la connexion entre les blocs chauds et froids (isolateur thermique)
  • Surfaçage du radiateur pour permettre la fixation du bloc froid.

Si vous avez tout suivi, vous devez imaginer à quoi ressemble mon extrudeur. Dans tous les cas, en voici une image:

Extrudeur type Foldarap
Extrudeur type Foldarap. L’isolateur est une version de test, trop courte.

Coté filament

Mon extrudeur est de type “Bowden”, c’est à dire que le chauffage et l’avance du filament sont séparés par un tube flexible. Il me faut donc créer un bloc d’avance de filament. Celui ci a été conçu selon ma méthode MDF, il se base sur un moteur pas à pas pas très costaud, mais dont l’axe est cannelé juste comme il faut pour m’éviter la fabrication d’une vis d’avance! Et dire que ce moteur dormait depuis plusieurs années dans un tiroir… Comme quoi la récupération a du bon 😀

Etat actuel du pousse-filament
Etat actuel du pousse-filament
Modélisation du pousse-filament
Modélisation partielle du pousse-filament

Lit chauffant

Je n’ai encore rien fait de ce coté, je sais qu’il est indispensable pour l’ABS, mais pour le PLA, ce n’est pas le cas. je le construirai si besoin.

 

Le moment de la première impression s’approche donc à grands pas!

Avancement sur divers projets

Ces dernières semaines, j’avoue n’avoir pas trop eu envie de mettre à jour mon blog, car il est vrai que cela prend pas mal de temps: ce n’est pas l’écriture du texte qui est longue, c’est la publication, la recherche des photos, leur retaillage, leur insertion, etc. et les tentatives de traduction en anglais. J’ai deux articles à poster en anglais, mais je ne l’ai pas encore fait car je ne suis pas satisfait de la traduction.

Mais bon, à un moment, il faut y aller, “pan”, et poster quelque chose. Donc voila, un point d’avancement sur toutes mes bricoles en cours. En l’écrivant, j’espère qu’il me permettra d’en dégager des priorités.

  • Générateur aléatoire: Pas avancé, pas prioritaire. Comme annoncé, c’était une bricole “one shot”. Si je trouve des idées ou du besoin, j’aurai une base de départ.
  • Fraiseuse eShapeOko: J’ai pas mal avancé sur ce point, j’ai maintenant une broche, et la machine commence à fonctionner. Je sais graver du bois en partant d’un fichier SVG, que ce soit des tracés de lignes ou des “pocket” (surfaces planes fraisées). J’ai construit un début de support pour une caméra, mais ce mode de visualisation n’est pas suffisamment fiable pour se passer d’un oeil, surtout à l’approche de la matière 🙂 Mais je vais le finir rapidement, car c’est quand même un moyen de supervision complémentaire utile. Dans ma todolist proche, il y a aussi la fabrication d’un support de fraises, et d’une roue d’échappement en laiton pour un ami. J’attends qu’il me donne le modèle, qui est cassé, et qu’il doit démonter de son horloge.
  • NFC: j’ai reçu et classé les composants, mais ce circuit TI m’agace avec ses bugs hardware. Je le reprendrai plus tard.
  • Moteurs: J’ai soudé la partie puissance sur un radiateur de PC, il me faut avancer sur le pilotage de la puissance et sur le contrôleur brushless.
  • Turbines: Comme déja présenté, j’ai fait imprimer par Jennyfer quelques turbines en plastique, j’ai en cours un modèle un peu plus grand adaptable à un manchon en PVC du commerce, mais OpenSCAD m’embête en créant de mauvais STL. Je n’ai pas vraiment de solution. Le nouveau modèle de turbine utilisera 4 roulements, car les deux actuels ont un peu souffert. Ce qui m’agace, c’est que ce projet n’a pas de “cible” pour dire qu’il est fini.
  • Clavier miniature: il s’agit d’un ancien projet non présenté, qui consiste à construire une mini-console série transportable. Il y a donc un clavier et un écran. Je n’avais pas avancé sur ce projet depuis longtemps, car je ne savais pas comment améliorer le clavier (pour le moment, une grille de microswitches): maintenant que j’ai une fraiseuse, je vais pouvoir tailler des touches en MDF adaptables sur les microswitches. C’est ce qui m’occupe au moment T, je suis en train d’écrire un script python qui génère le G-code nécessaire (très répétitif), donc un script est parfait pour le générer.
  • J’ai aussi travaillé sur l’ingénierie inverse d’une petite carte électronique, il s’agit de relever son schéma et de reverser le firmware d’un MSP430. Le schéma est presque fini, seules quelques pistes manquent. Ce projet a été l’occasion de faire avancer un outil de désassemblage/reverse engineering non encore publié, que j’ai appelé studis. Il permet de désassembler, définir des symboles, noms de fonction, des commentaires, etc. pour msp430 pour l’instant, mais j’ai déja un désassembleur PIC à moitié écrit, puis je passerai à d’autres microcontroleurs embarqués, à choisir parmi arm,avr,mcs51, etc. Cet outil est capable de travailler à partir de plusieurs formats de fichiers: bin, hex, mais c’est modulaire, d’autres sont prévus.

Je considère que le projet global “imprimante 3D” a plutôt avancé dans la bonne direction grâce à mes essais de fraisage. Je maitrise mieux les déplacements de la machine, son utilisation, ses réactions. Un projet parallèle inclut la mise au point d’une broche maison, mais vu les petits travaux que j’ai à faire, il semble que ma broche actuelle soit suffisante pour un moment. Dans le pire cas, je pense pouvoir m’en faire prêter une, donc ce projet de broche passe sous la pile.

Support caméra
(prototype de) Support caméra
Mini Clavier
Mini Clavier

A plus long terme, les projets brushless et turbines me mènent vers un sujet plus ambitieux, les micro-turbines à gaz. C’est quelque chose qui m’intéresse beaucoup, il y a beaucoup de protos non fonctionnels sur youtube, du coup je veux réussir cette construction. Pour cela, il va me falloir des roues de turbines de bonnes performances, ce qui m’amène à d’autres sous-projets:

  • Fabrication d’un banc d’équilibrage pour les turbines: à haute vitesse, il est indispensable d’équilibrer les turbines. Pour ce projet, j’ai besoin de mécanique, mais la mise rotation des roues à essayer viendra d’un moteur brushless de type CD-ROM.
  • Etudes sur la chambre de combustion: matériaux, tailles, températures
  • Etudes sur la pression d’air générée par la turbine
  • Conception générale du moteur, et assemblage.

Au bilan : une todolist très diverse et très remplie. Essayons d’y mettre de l’ordre. J’ai déjà souvent dit que la priorité était l’impression 3D, pour me rassurer, je peux me dire que je n’ai pas trop dévié de mes projets importants en faisant du fraisage, car cette expérience est nécessaire. Mais ne nous perdons pas trop dans les turbines, qui sont intéressantes aussi, mais à plus long terme. Je dois donc me reconcentrer 🙁

Que manque t il pour bien avancer en impression 3D?

  • Finir un peu de méca générale sur la machine: je dois usiner une patte pour fixer les fils des moteurs à une DB25. Outillage: j’ai ce qu’il faut. Matériaux: il me manque un martyr, mais je crois que j’ai ce qu’il faut. Logiciel: j’ai tout. Diagnostic: délai court, difficulté facile, à finir au plus vite.
  • Fixation de l’extrudeur: Il me faut fraiser du gros métal, donc Electrolab, et faire de la conception. Étape longue, mais inévitable. J’ai un moteur NEMA17 adapté.
  • Electronique: déja dit, il faut l’ardumega, et réparer le module pololu dont le potentiomètre est HS. Outillage: j’ai. Composants: a commander.
  • Lit chauffant: Toujours pas récupéré de PCB simple face assez grand. Ensuite il faut un martyr à hauteur rectifiée, que je vais devoir acheter (mdf 15mm)
  • Chauffage: j’ai les résistances de puissance. Il faut usiner. Il faut ensuite un FET et du câblage.
  • Buse: il faut tourner du laiton, je pense avoir trouver des pièces modifiables chez BHV. Ensuite il faut percer très fin.

Bien bien, voici donc un état des choses à faire. D’ici la fin de la semaine, je pense faire l’équerre de fixation pour les câbles de moteur, et finir d’installer le PC de pilotage définitif. La semaine prochaine, évolution de l’électronique en vue de l’impression 3D. Au boulot!

Depuis la rédaction de cet article, le support DB25 est prêt à usiner, seul le bruit généré m’en a empêché. C’est la prochaine action!

Support DB25 prêt à usiner
Support DB25 prêt à usiner

[eShapeoko] table, perçages

Ce week end j’ai pu travailler à nouveau sur ma fraiseuse eShapeoko. Pour commencer, j’ai refixé correctement la machine sur sa planche, en vérifiant que l’équerrage était correct. J’ai également rectifié les pattes de fixation, car celles ci empêchaient le chariot (gantry) de se déplacer jusqu’en butée:

Pattes de fixation
Pattes de fixation

J’ai ensuite acheté les équerres nécessaires à la finalisation de la table. J’ai pu finir de monter celle ci, et y poser la machine. C’est quand même bien plus commode que posée sur un tabouret! La table est un peu flexible, mais l’ajout futur d’étagères intermédiaires en améliorera la rigidité. Pour l’instant ce sont des tiges filetées qui garantissent la solidité de la table, et j’ai utilisé une étagère de récupération:

La fraiseuse sur sa table
La fraiseuse sur sa table

Ensuite, j’ai recalibré les déplacements sur X,Y et également Z (que je n’avais pas vérifié jusqu’à présent). X et Y ont été vérifiés au pied à coulisse, un calcul sur excel m’a confirmé que les déplacements étaient corrects (0,999mm de déplacement pour 1mm demandé).

Sur Z, j’ai rencontré un petit problème. A cause de la démultiplication produite par la vis sans fin, le nombre de pas pour avancer de 1mm est gigantesque, surtout en microstep 1/32: la vis M8 avance de 1,25mm par tour, et à 400 steps/tour, on arrivait à 10240 microsteps/mm. En configurant cette valeur dans grbl, celui ci s’est bloqué, puis au redémarrage, s’est mis dans une boucle infinie d’alarmes, sans pouvoir en sortir. J’ai alors tenté de reprogrammer le firmware par avrdude, et ceci n’a rien donné. En effet, les paramètres de grbl sont stockés en EEPROM, et effacer le logiciel principal n’y fait rien. avrdude n’a pas non plus d’option pour effacer l’EEPROM. Je m’en suis sorti en :

  • lisant l’EEPROM dans un fichier HEX,
  • puis en modifiant ce fichier HEX pour n’y mettre que des 0xFF (valeur de mémoire effacée, attention il faut recalculer les checksums de chaque ligne!),
  • puis en reprogrammant ce contenu modifié dans l’EEPROM.

Il a ensuite été facile de retrouver tous les paramètres, qui étaient encore affichés dans l’appli de contrôle.

Pour m’en sortir, j’ai alors programmé l’axe Z en microstep 1/8 pour obtenir un nombre de steps/mm raisonnable, puis j’ai dû ensuite diminuer la vitesse max de déplacement, car les moteurs ne suivaient plus le rythme: trop de pas par mm pour une vitesse donnée, cela demandait aux moteurs de mettre à jour leur position trop rapidement.

A ce propos une discussion à l’Electrolab la semaine dernière m’a convaincu que passer l’alimentation des moteurs à 24V aurait un effet bénéfique sur la vitesse max de rotation, sans avoir d’incidence sur le courant max, puisque celui ci est réglé en interne par les drivers. Je suis donc à la recherche d’une alim 24V de récupération.

J’ai donc maintenant une machine calibrée sur X,Y, et Z. Etape suivante: le perçage de la table.

Ce perçage va me servir à maintenir des objets bien fixés sur la table, pour permettre leur usinage. J’ai percé des trous de 6 mm tous les 5 cm, puis j’ai agrandi leur base à 8mm pour pouvoir y faire entrer des inserts à griffes. Voici une série de photos pour décrire tout ça:

Broche Bosch 500 watts. Seul reproches: le bruit, et la forme pas pratique :)
Broche Bosch 500 watts. Seuls reproches: le bruit, et la forme pas pratique 🙂 On fait avec ce qu’on a…
Ca marche quand même très bien...
Ca marche quand même très bien…
Après 35 trous et beaucoup de patience de mon épouse...
Après 35 trous et beaucoup de patience de mon épouse… Premier insert vu de dessous.
Les griffes rentrent en serrant par dessus.
Les griffes rentrent en serrant par dessus. La chute d’alu sert à répartir les forces de serrage pour protéger la table.
Seulement 16 inserts étaient prévus au départ...
Seulement 16 inserts étaient prévus au départ… Il faudra ENCORE aller chez Casto Merlin 🙂

Un problème apparait: la poussière… J’envisage deux solutions: soit des bouts de scotch sous les trous vides soit une petite planche de MDF vissée sous celle ci. Mais j’ai peur que les trous se remplissent vite de poussière. En écrivant, je viens de trouver une solution alternative: boucher les trous inutilisés en y vissant des boulons courts par dessous.

 

Quelles sont les prochaines étapes?

J’ai vraiment envie d’essayer l’impression 3D. Je vais donc me préoccuper des accessoires nécessaires. Le premier d’entre eux est le plateau chauffant, c’est une résistance de chauffage en circuit imprimé placé sous une plaque de verre, elle même recouverte de kapton. Une thermistance mesure la température au centre, et le courant est contrôlé par l’arduino de l’imprimante, via un transistor MOSFET de puissance. Je crois pouvoir me procurer facilement du circuit imprimé de grande taille, il sera gravé par la shapeoko. Le défi sera de maintenir le circuit imprimé de manière parfaitement horizontale par rapport à la fraise pendant que je le graverai.

Il me restera ensuite à lancer une commande ebay pour du kapton et un arduino mega, qui est le modèle utilisé par à peu près tous les firmwares d’impression, dont celui que j’envisage: Marlin.

Colis reçus !

Et voila, c’est fait. J’ai reçu ce matin le colis contenant mon eShapeOko, et la seule chose qui m’empêche maintenant de la monter, c’est le taraudage des makerslides, qui sera fait demain soir par mon ami radio-amateur Yves, F1BHY, que je remercie chaudement pour sa disponibilité et sa gentillesse. C’est un bricoleur extra, il manie parfaitement les machines outils et les outils classiques, et nous fait profiter de ses capacités!

Pièces eShapeOko
Pièces eShapeOko

J’ai aussi reçu les nouveaux échantillons de TRF7970 pour mon projet NFC, ce sont des composants en boitier QFN, dont la soudure s’est plutôt mal passée la dernière fois, qui était aussi la première. J’ai mis trop de pâte à souder, ce qui s’est traduit par un composant qui flottait dans l’étain liquide, et en voyant es billes d’étain qui se sont formées de chaque coté après refroidissement, je soupçonne fortement que les contacts soient en court circuit en dessous des boitiers. Seule une inspection par rayons X pourrait m’en informer, mais je n’ai pas ce moyen de mesure en stock :p En plus, si il n’y a pas de court circuit, je crains d’avoir fait un peu trop “bronzer” ces circuits à la station à air chaud.

D’autre part, j’ai fait une erreur de conception sur ces cartes, heureusement rattrapable: j’ai connecté les lignes VCORE au +3V3, ce qui est une erreur : VCore est une sortie, connectée au régulateur interne, et elle ne sert qu’à la connexion de capas de découplage! Du coup, la ligne 1,2 volts s’est retrouvée alimentée en 3V3! Une hérésie! La bonne nouvelle numéro 1, c’est que j’ai réussi à soulever les pattes du TQFP et à y souder des capas CMS “en volant”. La deuxième bonne nouvelle, c’est que le circuit marche encore, ce que je trouve assez extraordinaire sachant que j’ai injecté une “haute tension” sur la sortie d’un LDO interne… Enfin, je vais quand même utiliser un nouveau circuit “propre” sur la carte de test 😀

Les composants sont faits pour être soudés sur une carte SeeedStudio, qui est déja étamée. Je pense qu’avec le flux que j’ai récupéré entre temps, cet étain déja déposé est largement suffisant pour souder les composants. Je vais donc essayer de souder ces QFN avec une bonne quantité de flux, mais sans étain supplémentaire, et on va voir.

A coté des QFN, la soudure des ARM en TQFP est une partie de plaisir 😀

Je vous tiendrai au courant bien plus souvent, maintenant que la machine est arrivée! Pour info, j’ai également démarré un sujet “build log” (en anglais) sur le forum officiel de la ShapeOko, qui contient un max d’informations sur ces machines, avec les modifications que les gens ont réalisées, et les erreurs à ne pas commettre. Une des améliorations décrites là bas que je trouve le plus intéressante est la modification de l’axe Z pour utiliser une “ACME screw”, autrement dit une vis à pas trapézoïdal. Le but est d’accélérer les mouvements sur l’axe Z (le pas de la vis est plus important), ce qui accélère globalement toute la machine. Nous aurons donc bientôt une amélioration à ce niveau dès que j’aurai trouvé un bon fournisseur pour ce matériel, et surtout quand la machine actuelle fonctionnera 😀 En réalité, je peux déja jouer sur le mode de déplacement micro-pas de l’axe Z pour accélérer la cadence. A voir!

[eShapeOko] Premier tour de moteur!

Ces jours ci j’ai dédié tout mon temps libre à ce projet de fraiseuse numérique qui évoluera, ou me permettra d’évoluer, en imprimante 3D. Je me suis rendu compte qu’en effet, une fraiseuse n’aura pas assez de débattement vertical pour faire des objets volumineux. Pas de souci, ce projet me permettra toutefois de faire une “repstrap” (imprimante initiale) afin de construire une véritable reprap dans la foulée. Voici ce qui a avancé depuis la dernière fois. Je continue à mettre à jour mon planning, et tout se déroule comme prévu. C’est bien pratique pour planifier les étapes.

Voici le planning au 25 Aout

  • J’ai reçu les moteurs
  • J’ai commandé et reçu les drivers de moteurs (chez Pololu, modèle DRV8825 en promo)
  • J’ai récupéré l’arduino Nano que j’avais prêté à @hugokernel
  • J’ai réussi à compiler le firmware grbl pour ce matériel et à l’uploader dans l’arduino (merci à @Skywodd et les autres pour leurs conseils sur twitter)
  • J’ai câblé en entier la carte de contrôle

Et pour finir, cet après midi j’ai pu tester cette carte. Résultat elle fonctionne, je n’ai pas fait d’erreur de câblage ce qui m’a fait gagner du temps, et… les moteurs tournent quand j’envoie des lignes de g-code! Voici d’abord une petite vidéo qui montre le résultat:

Pas très sexy comme vidéo, on remarquera aussi un subtil changement de balance des blancs parfaitement inattendu ;), mais au moins ça accélère, ça tourne, et ça ralentit, tous les axes en même temps, et sans faire fondre les fusibles! Comme d’habitude j’ai fait mon montage sur une plaque à trous, ce qui rend le prototypage très facile. Il me reste encore de la place pour ajouter le contrôleur de l’extrudeur et/ou de la broche. Mais je me rends compte que pour piloter une imprimante 3D, l’arduino nano ne sera pas suffisant : il faut plus de lignes pour piloter l’extrudeur, le chauffage de la buse, et celui de la surface. En attendant, je suis équipé pour une fraiseuse. Je suis vraiment impatient de recevoir le kit, qui, d’après le site makerslide, devrait être expédié dans le courant de la semaine prochaine. Voici une image de la carte contrôleur câblée. J’ai prévu un module réseau/série de récupération pour accéder à la carte par ethernet:

eshapeoko controller recto
Côté composants
eshapeoko controller wiring side
Côté cuivre. J’ai utilisé du fil à wrapper et du scotch cuivré.

Ah, une chose importante: les modules Pololu arrivent avec un potentiomètre de courant maxi NON RÉGLÉ, c’est  à dire positionné dans sa valeur par défaut à “50%”. Or d’après le datasheet du DRV8825, cette position (VRef/2=1,7V) correspond à un courant de 3,5 ampères environ, ce qui est bien trop élevé pour mes moteurs. Après avoir grillé un fusible (j’ai bien fait d’en mettre!) j’ai repris le réglage pour limiter le courant à 1,6A. Donc attention, ces modules sont à ajuster pour vos moteurs!

[eShapeOko] Tentative de planification

Mon projet d’impression 3D se met en place. Les moteurs ont été expédiés et la machine commandée. D’après le responsable de MakerSlide, toutes les machines seront expédiées après le 26 Aout.

D’ici là, il y a des choses à faire pour ce projet, et la todolist commence à se remplir. J’ai donc décidé de faire un véritable planning pour clarifier l’ordre des choses à faire et définir des priorités.

J’ai commencé à faire une liste dans excel, mais la complexité est telle que j’ai dû me mettre à la recherche d’une alternative à MS Project. Je connaissais le projet GanttProject, mais ses options de planifications sont trop simples, je n’ai pas réussi à trouver facilement comment planifier une tâche au plus tard, ce qui révèle un logiciel soit mal fait, soit incomplet. Il y a aussi pas mal de problèmes d’ergonomie (quelle galère pour gérer les dépendances, il faut cliquer dans la case de gauche sur chaque ligne, sinon l’action n’est pas prise en compte!) Dans tous les cas, ce logiciel allait me faire perdre du temps. Un rapide tour sur Wikipédia m’a rapidement orienté vers ProjectLibre, qui se veut un clone libre de MS Project. Je dois avouer que ce programme est assez moche, mais il fait son boulot correctement et permet une planification “évoluée” des tâches.

Voici donc le document auquel je suis arrivé : Voir le PDF

Bien évidemment à part pour les choses déja faites, les durées sont fantaisistes 😀

Comme on peut le voir, j’ai pu découper le projet en grandes tranches. Je commencerai par valider le fonctionnement mécanique de la plate forme XYZ sans outil, puis à partir de là, on pourra faire quelque chose de plus évolué. Le mode tour a été pensé à la base pour fabriquer les pièces de l’extrudeur, mais après quelques recherches, la fabrication d’un mandrin n’est pas du tout facile,son achat serait cher, et puis il faut une autre broche à vitesse précisément contrôlée (et un index), donc je pense que cette partie sera très complexe, je l’ai repoussée à plus tard, et je me servirai d’un tour déja fonctionnel (soit via l’Electrolab, soit chez mes amis radio-amateurs mécaniciens) pour réaliser l’extrudeur. Par contre la réalisation d’un mandrin fraisé ou imprimé sera un truc à prévoir, même si c’est juste pour le fun.

Donc voici les étapes principales:

  • Base mécanique fonctionnelle
  • Fraiseuse numérique (ne devrait pas demander beaucoup plus de travail)
  • Imprimante 3D (demande la réalisation d’un extrudeur)

La première action de la première étape est donc la réalisation des drivers de moteurs pas à pas. Initialement, je devais me faire offrir des modules Pololu, mais je n’ai aucune nouvelle de ce coté, donc je vais commencer avec des L298. Comme grbl pilote les moteurs grâce à des impulsions (dir/step) il me faut aussi réaliser un indexeur, ce qui devrait être très simple avec un PIC. La seule différence avec les modules Pololu, c’est que je ne gèrerai pas le microstep, mais ce n’est pas très grave pour le début (mes moteurs seront des 400 pas par tour).

Les autres modes (commande manuelle avec volants et tournage) sont ou deviennent optionnels et seront réalisées plus tard.

Voici ce qui est déja réalisé:

  • Compilation de grbl : j’ai testé, cela fonctionne sans problème. Par contre je réalise que grbl ne sait pas piloter les températures d’un extrudeur, ce qui demandera la recherche d’un autre firmware. En attendant, grbl sera suffisant pour le mode fraiseuse.
  • Achat d’une plaque de verre pour le support de l’impression 3D (5 euros)
  • Achat de vis en laiton pour fabriquer des buses (1 euro)
  • Récupération de prises DB25 pour le câblage des moteurs. Je ne veux pas voir de fils trainer partout 🙂 Quand l’impression 3D sera fonctionnelle, j’imprimerai des maillons de chaine passe-câble pour que ce soit encore plus propre.
  • Récupération d’une broche, qui est en fait le premier outil que j’ai acheté. C’est une mini perceuse Maxicraft, qui m’a servi à percer mes premiers circuits imprimés réalisés au feutre noir et perchlo 😀 Cette perceuse fait 42 watts, ce qui est peu, mais sera utile pour commencer des essais de fraisage, probablement au début dans de la cire de bougie, puis dans du MDF.
  • Recherche d’infos sur les fraises. Des fraises cylindriques dremel se trouvent facilement à 10 euros les deux.
  • Mise en route de la récupération de mon arduino nano prêté à @hugokernel 🙂
  • Réflexion sur l’extrudeur: je me suis renseigné sur les types de filaments disponibles, il y en a deux selon les machines (1.75mm pour les buses fines <0.4mm et 3mm pour les buses plus grosses) Je commencerai par un extrudeur pour du fil fin, puis on verra ensuite pour un extrudeur 3mm.
  • Réflexions sur le banc chauffant: je pensais utiliser du scotch de cuivre, mais c’est pénible, alors que le mode fraiseuse me permettra de graver facilement un circuit imprimé.
  • Il faut que je sois capable de programmer un avr. Pour ça, je crois que mon raspberry pi pourra m’aider, il me semble avoir lu qu’on pouvait utiliser les gpios du rpi pour programmer l’avr, c’est à confirmer, et pas tout de suite, ce n’est pas urgent!

Idées supplémentaires: j’adorerais réaliser une extrudeuse de filaments pour récupérer le PEHD des boutons de bouteille 🙂 Je ne vais pas me priver de la concevoir, et je pense qu’elle sera très facile à réaliser, avec des éléments de plomberie! Je commence à collectionner les bouchons!

[eshapeoko] Moteurs commandés

(Pour commencer, voir ici l’annonce du projet)

J’ai commandé ce matin les 4 moteurs pas à pas nécessaires à ma CNC. Et des micro-switches fin de course.

Ce sont des modèles au format NEMA23, plus gros que les moteurs de reprap au format NEMA17. Cette image montre la différence:

Moteurs Nema17 / Nema23
Moteurs Nema17 / Nema23

L’intérêt supplémentaire, c’est que les moteurs de Makerslide sont des modèles 400 pas par tour, ce qui est une très bonne chose pour la résolution de la machine. En général, on ne trouve que des 200 pas par tour.

J’ai aussi choisi les drivers que j’utiliserai pour les piloter. Ce sera les modules Pololu DRV8825, capables de fournir 2 ampères (la datasheet parle même de 2.5A, pas mal!). Ils peuvent aussi fonctionner en micro-step 1/32, ce qui fait 12800 pseudo-pas par tour! Je ne pense pas que le système mécanique qui y sera attaché soit aussi précis!

Je commence aussi à réfléchir au design électronique. Je me doute que ces bestiaux vont chauffer (c’est d’ailleurs incroyable qu’on arrive à faire passer autant de courant dans un aussi petit composant !), donc j’ai déja prévu de les plaquer coté composants sur une plaque de cuivre ou un bon radiateur en alu (avec de la graisse thermique), qui servira de fond de boitier pour la carte électronique. En ajoutant des parois sur le bord du radiateur, j’aurai ainsi une boite fermée.

J’ai dépensé, tout compris, et après conversion, un total de 150,68 euros. Je suivrai le budget de près!

Voir l’annonce du projet

 

 

[Projet] Ma future CNC / imprimante 3D

Bon, les circuits pour le module NFC sont partis chez SeeedStudio, merci à eux pour leur efficacité et leur bon service: ils se rappellent encore qu’ils ont oublié de me livrer un truc il y a un an, et vont me l’ajouter gratos à ma commande!

En attendant, j’ai un peu de temps libre. Dans les transports, au lieu de jouer à Kicad, je vous pouvoir avancer la rédaction de mon guide pour débuter en électronique, et je vais aussi démarrer mon grand projet de fond, celui qui donnera le sens à la vie, à l’univers, et au reste.

Je vais me monter une imprimante 3D.

Non, une CNC.

Non, en fait, j’arrive pas à choisir.

Donc ce sera les deux.

Je vais prendre une eShapeoko. C’est une plate forme peu chère, très robuste, et assez universelle. Vu sa construction, je n’aurai pas de difficulté à la reconvertir à l’envie, en CNC ou en imprimante 3D, je n’aurai qu’à remplacer la “broche” par un extrudeur, et ajouter un hot plate.

Je me fais pas d’illusions, j’ai vu plein de gens à l’Electrolab passer leur soirées sur les réglages, je sais qu’il y aura beaucoup de travail.

Mais bon, je me dis qu’avec mes ambitions de bricolage, avoir un moyen de production rapide à la maison n’est pas un luxe. Je vais choisir toutes les options de la eShapeoko qui garantissent le maximum de robustesse, avec l’objectif d’usiner du bois (medium) et peut être de l’aluminium (même si c’est lent).

Je compte aussi la mettre à disposition de mes amis makers qui auraient des besoin d’impression 3D. On verra quand ce sera en “production”, mais ça me plairait de filer un coup de main aux potes.

Voici ce que je vais prendre dès que j’aurai reçu mon sponsoring d’anniversaire (:D) :

  • kit eshapeoko avec options: double axe x, double drive y, longueur étendue, perçages nema23
  • 4 moteurs nema23
  • driver moteurs, 1 arduino pour grbl
  • Peut être que j’utiliserai un raspberry pi pour le pilotage.
  • pour la broche, je sais pas encore. J’ai une petite perçeuse qui doit aller pour le bois avec une alim suffisante.
  • une table de travail de 50×60 en bois épais, avec 4 pieds en cornières acier, et des étagères intermédiaires pour ranger les accessoires
  • un capot en plexi pour éviter de mettre de la poussière partout. Et un adaptateur pour l’aspirateur…

Ca me permettra de découper et percer des plaques de MDF, c’est l’objectif numéro 1.

Ensuite on passera à l’objectif numéro 2, l’impression 3D, ça me demandera d’investir dans différents accessoires:

  • hotplate
  • extrudeur adaptable à l’emplacement de la broche. Là, je sais que je pourrai compter sur les copains de l’Electrolab.

Bref, tout un programme!
J’ai déja des tonnes d’idées supplémentaires: broche plus puissante pour travailler l’alu, bloc de démultiplication pour améliorer la résolution des déplacements. Il m’en viendra d’autres!

Bien entendu, je décrirai ici l’avancement de mon projet. Au boulot!