Reprap : le point sur les extrudeurs

Au menu de ce billet, un point sur les extrudeurs pour le Reprap puisque là encore, comme c’est souvent le cas, il existe plusieurs choix possibles.

Généralités

L’extrudeur, c’est la « tete d’impression » du Reprap.  On distingue 2 parties,

– le « hot end », la partie chaude. C’est dans cette partie métallique, chauffée aux environs de 200°C que le filament est fondu et qu’il s’écoule par un orifice. Concretement, rien de bien compliqué, c’est juste un tube en métal, avec une entrée du diamètre du filament et une sortie d’environ 0,3mm. On trouve a ce niveau des connections pour l’alimentation de la résistance chauffante, ainsi qu’une sonde de température qui va permettre de contrôler précisément la température de travail. Le plus difficile étant semble-il d’empecher la chaleur de remonter du hotend vers le cold end

–  le « coldend », la partie froide. C’est à ce niveau que ce situe le moteur dont la mission est de forcer le filament vers le hotend ou il va être fondu. C’est cet organe du Reprap qui a fait l’objet de nombreuses tentatives d’améliorations.

A l’origine, les extrudeurs de reprap étaient basés sur un moto-réducteur à courant continu.

Il était possible de moduler la vitesse d’alimentation dans une certaine mesure, mais avec des variations non contrôlable en fonction de la température, de la friction du filament etc. D’autre part, ce type de moteur a une inertie importante et il est impossible de les démarrer ou les arrêter rapidement. Pour autant, certains arrivent à des résultats très correct moyennant quelques adaptations. La plus notable étant l’ajout d’un encodeur optique qui permet d’avoir une indication exacte de la vitesse d’extrusion.

Depuis, des extrudeurs utilisant des moteurs pas à pas, et un réducteur à pignon ont été introduits. Ceci permet de controller beaucoup plus finement la vitesse d’alimentation en filament.

L’Adrian

Cet extrudeur conçu par Adrian Bowyer est l’extrudeur standard sur la Mendel. Il est basé sur un moteur pap au format NEMA17 est conçu pour travailler avec du filament de 3mm.


Le wade

Il s’agit d’une version d’extrudeur inspirée de l’Adrian et qui semble donner d’excellent résultats.

L’universal mini extruder

Cet extrudeur est une version mise à jour de l’extrudeur de la Mendel par A. Bowyer. Très compacte et beaucoup plus légère que les précédents. Ici, c’est un petit moteur NEMA11 qui est utilisé à la place du NEMA 17. Cet extrudeur est prévu pour fonctionner avec du filament de 1,7mm.

Le Bowden

Sur une Mendel classique, c’est l’extrudeur qui se déplace par rapport à la pièce dans l’axe X. L’extrudeur est une mécanique relativement lourde dont le déplacement est un des éléments limitant la vitesse d’impression et est uns source de vibration dans la machine. Evidemment, qui dit vibration, dit baisse de la précision de l’impression.

L’idée d’Erik Bowden est de séparer le coldend, qui devient fixe, du hotend qui reste mobile. Le filament est dans ce cas poussé dans un tube flexible qui relie moteur et hotend. Un peu à la manière des flexibles pour dremel !

On réduit ainsi grandement les masses en mouvement, ce qui permet de réduire les vibrations et de travailler beaucoup plus vite. Il y a cependant une contrepartie : le filament à tendance à se « tasser » dans le tube de liaison, ce qui entraîne un décalage entre le moment ou le moteur applique une force, et le moment ou elle s’applique au niveau du hotend, ce qui provoque des problèmes d’impression. C’est ce que l’on appelle hystérésis. Ce phénomène peut être en partie compensé dans Skeinforge, mais a priori, la qualité d’impression avec l’extrudeur Bowden reste problématique.

  1. Bonjour,
    Est-il envisageable d’adapter une tête d’impression 3D sur une fraiseuse CNC existante (Kosy A5 en l’occurence) ?

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