calibrage – Le Labo : drones FPV, impression 3D, robotique et autres projets DIY (Arduino…)

Les joies de l’étalonnage

Deux semaines plus tard, me revoilà. J’avais réussi a obtenir des impressions très belles. Mais j’ai très vite déchanté quand il s’est agit d’imprimer des pièces de précision : les objets imprimés n’étaient pas aux bonnes dimensions ! Par exemple, pour une boite de 20 mm x 20 mm x 10 mm, j’obtenais une boite de 21.4 mm x 20.6 mm x 10 mm.

J’ai fait pas mal de tests…

Plusieurs choses à retenir :

lors du calibrage, j’avais beaucoup trop resserré mes courroies
Mes courroies étaient HS. Je ne sais pas s’il s’agissait de courroies de mauvaise qualité, ou si je les ai abîmées en les tendant trop. En tout cas, j’avais un peu de colle a bois qui avaient coulé sur celle de l’axe X et génait un peu les déplacements, et celle de l’axe Y présentait des marques de pliures douteuses. Bref, j’ai remplacé les 2, je ne les ai pas trop tendues et les résultats ont été beaucoup plus précis !
Un pied à coulisse digital est indispensable pour bien étalonner l’imprimante

Une fois la mécanique fiabilisée, il restait quelques écarts, les dimensions n’étaient pas encore tout à fait parfaites. L’étape suivante consiste donc à étalonner l’imprimante en mettant à jour son firmware pour lui dire, pour chaque axe, combien de pas moteur sont nécessaires pour un déplacement réel de 1 mm. J’ai perdu beaucoup de temps à trouver comment se faisait l’étalonnage. J’ai tatônné et obtenu de très bons conseils via le forum francophone RepRap. Aussi je ne détaillerai pas tout le processus ici et me contenterai d’un lien vers un excellent article qui explique tout cela très bien :

Le blog de Jean-Philippe Abraham, que je remercie chaleureusement 🙂

Au final, ce qui reste peut-être le plus simple est d’imprimer quelques grandes pièces pour faire des mesures précises et calculer les nouvelles valeurs à entrer dans le firmware de l’imprimante. Voici quelques pièces qui m’ont aidé à étalonner et calibrer ma RepRap.

Pour finir, le soulagement, enfin des dimensions correctes ! Contrairement à la photo, le meilleur endroit pour prendre des bonnes mesures est de se positionner sur les dernières couches imprimées.

Ajustements et impression à 0.1 mm

Le buste de femme était un bon début mais montrait clairement des défauts de calibrage. Pour commencer, la buse était bien 0.15 mm trop haut. J’ai donc recalibré la planéité du plateau et la hauteur de l’axe Z.

Pour gagner encore en précision, en espérant que l’imprimante suive, j’ai tenté une première impression avec des couches de 0.1 mm. Il s’agit d’un support de carte SD et micro-SD.

Là, grosse catastrophe, après un début qui laisse entrevoir des possibilités à 0.1 mm, ça a viré au carnage. Je n’ai pas compris tout de suite la cause. En fait, la vis qui fixait la poulie sur l’axe du moteur de l’axe X s’était dévissée, après quelques décalages, l’extrudeur ne se déplaçait plus du tout sur l’axe X et évidemment le plastique s’est empilé jusqu’à atteindre rapidement la buse. Ce genre d’incident m’encourage à ne jamais rester trop loin de mon imprimante pendant qu’elle travaille, pour éviter un drame.

Nouvel essai après resserrage de la vis et quelques vérifications du calibrage.

Cette fois, c’est beaucoup mieux. Les couches de 0.1 mm apportent un excellent rendu. Malheureusement, il y a ce décalage horrible en plein milieu qui concerne une trentaine de couches. Je n’ai pas d’explication sûre à 100% mais les impressions suivantes me donnent quelques idées. Jusqu’ici, j’ai utilisé un remplissage (Fill in dans Slic3r) de 0.4, soit 40%. Cela crée un maillage assez étroit, et dans les zones de remplissage, la buse fait des aller-retours à très grande vitesse sur l’axe X. Peut-être que cela entraine parfois un décalage de la poulie sur l’axe moteur. Pour bien faire, il faudrait que j’augmente le méplat de l’axe moteur que je pense être insuffisant. Utiliser un remplissage beaucoup plus faible (15%) augmente la taille du motif de remplissage et limite fortement les accoups sur l’axe X, cela semble avoir réglé mon problème.

Cube de calibration

Bien que la première impression soit plutôt réussie, je voulais vérifier que les dimensions étaient les bonnes.

J’ai dessiné avec Sketchup un cube de 2 cm de côté puis l’ai exporté au format STL grâce à un plug-in de Sketchup.

Vérification, c’est ok !

Calibrage de l’axe Z

Le but est que l’imprimante sache exactement à quelle hauteur est le plateau.

Pour ce faire, on utilisera un objet en forme de tube, solide et dont on pourra connaître le diamètre. Une barre d’acier aurait été parfaite, mais je me suis arrangé d’une pile LR6.

Une fois encore, nous utiliserons Pronterface. Il faut d’abord remettre l’imprimante à sa position de départ grâce au bouton « Home » ( => contre les interrupteurs de fin de course).

La commande M114 dans Pronterface permet de connaître la position de chaque axe. Il nous faut suivre celle de l’axe Z. On descend, petit à petit, l’axe jusqu’à ce que la buse touche juste la pile (la faire rouler sous la buse entre chaque cran jusqu’à ce qu’elle soit juste bloquée).

On relève la position de l’axe Z via la commande M114. A cette valeur, on soustraie la hauteur (diamètre) de la pile et on obtient un résultat. Ce résultat, on va le soustraire de la valeur de Z_HOME_POS dans le fichier « Configuration.h » du firmware. On soustraie encore 0.2 mm (expansion de la taille de la buse quand elle chauffe). Nous avons la nouvelle valeur de Z_HOME_POS. On reflash le Firmware dans la foulée.

Calibrage de l’extrudeur

Ici, il s’agit de mesurer quelle distance de filament que l’extrudeur « mange » quand on lui demande d’extruder 100 mm.

Il faut utiliser Pronterface pour faire chauffer la buse (je suis à 190 °C pour du PLA) et lui demander d’extruder 10 mm de filament (je l’ai fait en 2 fois 50 mm à 50 mm/min). Mais avant tout, on placera un bout de scotch à 120 mm de l’entrée de extrudeur.

Une fois les 100 mm extrudés, on mesure la distance qu’il reste entre l’extrudeur et le scotch. La différence nous donne la distance réellement extrudée. Soit ici 101 mm. Ce nombre est important, car on va devoir l’intégrer dans le firmware pour qu’il corrige la marge d’erreur.

Il faut éditer le fichier « Configuration.h » (101.0 correspond à la mesure faite à l’instant) :

#define E_STEPS_PER_MM ((3200 * 39.0)/(11.0 * 6.75 * 3.142) * 100.0/101.0)

On reflash le firmware pour qu’il prenne en compte la modification.

On gâche un peu de filament, mais c’est l’occasion de tester l’extrudeur.

Calibrage du plateau

Etape très importante, il faut prendre son temps. Ici le but du jeu est de s’assurer que le plateau est absolument plat.

J’ai trouvé un petit comparateur sur Ebay (dial gauge). L’outil idéal pour vérifier la planéité d’une surface (quand la tige est sous pression, l’aiguille tourne). Mais comme je ne peux pas encore imprimer une pièce pour lui servir de support, j’ai un peu bidouillé…

Le comparateur est ensuite fixé avec une petite pince.

Ca n’est pas sur les photos, mais j’ai aussi ajouté un élastique pour être sûr que le comparateur ne bouge pas sur l’axe X.

On utilise Pronterface pour déplacer la tête aux 4 coins du plateau. En tournant les entretoises sous le plateau, on corrige l’inclinaison de l’axe Y. En tournant les 2 axes Z, on équilibre l’inclinaison de l’axe X. Après quelques répétitions des mesures et ajustements, le plateau est plat.

Si on a pas de comparateur, on peut se débrouiller avec une feuille de papier plaquée sur la plaque de verre. Dans ce cas on déplace la buse aux 4 coins (avec prudence, par petits pas), et on ajuste jusqu’à ce que la buse frôle le papier sur tout le plateau.