mars 2014 – Page 4 – Le Labo : drones FPV, impression 3D, robotique et autres projets DIY (Arduino…)

Support de courroie axe Y (Y idler)

Alors finalement, sur certains assemblages, le matériel nécessaire indiqué dans le manuel de la Mendel90 Dibond diffère sensiblement.

En parallèle du manuel de Nophead, toujours garder sous la main la liste des composants version Sturdy pour l’élément qu’on est en train d’assembler. Je ne me fie qu’aux BOM (bill of material) du répertoire Sturdy sur le Github de Nophead.

De plus, en cas de doute, ne pas se précipiter, vérifier sur OpenSCAD, les BOM, Google image, les forums etc.

Le support de la courroie pour l’axe Y ne recquiert que quelques pièces.

Par contre, je pense que l’assemblage peut vite tourner à la crise de nerfs. Je m’en suis pas trop mal sorti : j’ai tenu la vis à la verticale, passé le premier bord de la pièce, puis j’ai ajouté chaque rondelle et roulement avec la pince ci-dessous. Evidemment, ce sont les 2 derniers anneaux du sandwich qui peuvent être récalcitrants. Bien prendre son temps.

Comme d’habitude, la partie la plus lisse des rondelles doit être du côté du roulement.

Le moteur de l’axe X

Ce montage est un peu plus complexe, il faut bien lire le manuel et prendre son temps.

Voici le matériel nécessaire, il manque ici 4 vis à bois qui permettent de fixer l’interrupteur et une barre de blocage de la nappe de 14 fils. Les bandes de polypropylène ont été découpées dans un grand panneau, commandé chez Polydis (pas évident à trouver).

Pour pouvoir fixer le moteur sur son support, il faut dévisser les 2 vis suivantes :

Attention au positionnement de la nappe, le dernier connecteur (à droite sur la photo ci-dessous) n’est pas utilisé, il faut coller la nappe contre le côté gauche.

On le voit bien sur cette photo, le contacteur à droite n’a aucun fil à connecter au dessous.

Serrage du connecteur IDC

J’ai vérifié avec un multimètre que les connexions s’étaient bien faites pour chaque fil de la nappe.

On positionne bien la bande de polypropylène. Cette bande permettra de donner une jolie courbure à la nappe lors du déplacement de l’extrudeur et évitera tout « entortillement » susceptible d’abîmer la nappe.

L’interrupteur doit avoir la « tête en bas » et on soude les 2 fils de la nappe sur les connecteurs situés aux extrémités.

Il faut ensuite connecter le moteur aux différents fils de la nappe, sans oublier la gaîne thermo-rétractable (évidemment, on insère les gaines avant joindre les fils 😉 )

Et de deux !

Support de l’axe X libre (X Idler)

Première pièce, le support de l’axe X. L’assemblage est facile, c’est un bon moyen de se faire la main.

C’est aussi l’occasion de constater à quel point les pièces sont bien pensées.

Pour emboîter les roulements linéaires, enclencher d’abord le bout du roulement le plus à l’extérieur de la pièce. Une fois cette partie clipsée, pousser le roulement en butée du bord de la pièce et enfin clipser le reste de roulement. Et on refait la même pour le second.

Attention à ne visser que très légèrement (ne surtout bloquer aucun serrage).

Le méplat de l’axe du moteur

Les moteurs pas à pas que j’ai commandés n’ont malheureusement pas de méplat sur l’axe (permettant de verrouiller sur l’axe les pièces à emboîter, comme les poulies).

Il va donc falloir limer l’axe pour obtenir notre méplat. Tout d’abord protéger les trous pour empêcher la poussière de s’incruster dans le moteur ou les pas de vis.

Bloquer l’axe dans un étau.

Le limer, tranquillement et uniformément jusqu’à obtenir un méplat satisfaisant.

Et voilà !

Matos, pièces et manuel

Indispensable : le manuel de montage de la Mendel90 par Nophead. Cette doc vise la version « Dibond » (plaqué alu) de la Mendel90, mais à quelques détails prêts (largeur de vis, de barres, de coupleurs ou de roulements) elle s’applique très bien au montage de la Sturdy (jusqu’à maintenant en tout cas) [edit : finalement, les listes de matériel de ce manuel ne sont pas fiables pour la Sturdy, se référer aux BOM du Github de Nophead pour la version Sturdy]. Il ne faut pas se presser, et bien prendre le temps de lire ce que dit le manuel, plusieurs fois si nécessaire, jusqu’à ce que ce soit clair.

[edit : Autre conseil, toujours avoir sous la main le modèle 3D « explosé » dans OpenSCAD. Pouvoir se déplacer dans le modèle et tourner autour des pièces permet souvent de lever des doutes ou incompréhensions. Je ferai un billet à ce sujet.]

Les plaques de MDF ne sont pas encore arrivées, mais il y a largement de quoi s’occuper avec le montage des sous-parties de l’imprimante.

Quelques outils qui vont être nécessaires :

J’ai commandé les pièces plastiques et la visserie directement à Nophead pour ne pas m’embêter (ainsi que le support plateau en Dibond, le circuit electronique pour connecter l’extrudeur et le « hobbed bolt ») pour un total d’environ 200€. Ce n’est pas donné, mais ça fait beaucoup de temps de gagné et j’ai confiance en la qualité des pièces.

Remarque avant d’attaquer l’assemblage des différentes parties : la plupart du temps, il faut simplement enclencher les vis dans les pas de vis, et ne pas bloquer tout de suite les écrous autobloquants.

Enfin, les barres lisses et les tiges filetées ont été commandées sur Ebay pour une cinquantaine d’euros (pré-découpées à la bonne taille).

Les barres sont huilées, il faut penser à les dégraisser avec de l’acétone avant de les utiliser.

L’extrudeur

Après les moteurs et la carte de contrôle de l’imprimante, un petit mot sur l’extrudeur.

Il s’agit de la partie qui prend en entrée le filament de plastique et qui dépose les couches de plastique fondu en sortie. Il est composé de plusieurs éléments :

la partie chaude (hot end), composée de la buse qui dépose le plastique, une résistance qui chauffe fort pour le faire fondre, un thermistor pour mesurer la température
la partie froide, isolée autant que possible de la partie chaude (utilisation de gaines PTFE), avec un moteur qui entraîne un engrenage qui lui même entraîne le filament vers la partie chaude

Plusieurs designs d’extrudeur ont été conçus, celui de la Mendel90 se base sur celui de Wade : Wade’s geared extruder.

La partie chaude utilisée par Nophead est la J-Head Mk V-B qui prend du filament de 3 mm en entrée et a une diamètre d’extrusion de 0.4mm.

J’ai opté pour la J-Head Mk V (en 3mm / 0.4mm) car c’est celle que j’ai trouvée à bon prix. A priori, la seule différence est la matière de la buse, ça devrait faire l’affaire.

La liste des hot end est répertoriée ici.

36€ sur ebay.

Carte contrôleur (Melzi)

Toutes mes commandes sont enfin arrivées. En fait, il ne me manque que les planches de MDF, alors que c’est à peu près la seule chose que je n’ai pas commandée en Angleterre ou en Chine 😉

La carte contrôleur permet de piloter l’imprimante. Elle est connectée aux moteurs, plateau chauffant, au chauffage de la buse, aux thermistances, aux interrupteurs de fin de course etc. C’est elle qui est responsable de l’impression.

Bref j’ai reçu la carte électronique de contrôle aujourd’hui, une Melzi. J’ai pas mal hésité entre la config la plus répandue, à savoir un Arduino Mega + shield RAMPS 1.4 et la Melzi.

J’ai opté pour la Melzi essentiellement pour 2 raisons : la première, c’est que c’est la carte que Nophead propose par défaut dans son kit, donc pas besoin de modifier le gabarit de perçage. La seconde, c’est que la Melzi utilise des borniers à vis pour tous les câbles, ça me semble beaucoup plus fiable que les connecteurs habituels qui n’ont pas de réel blocage mécanique.

La Melzi est vraiment un « tout en un », les pilotes des moteurs sont pré-soudés (A4988), les connecteurs sont bien disposés etc. Mais il faut savoir que la solution basée sur un shield RAMPS étant plus répandue représente souvent le standard. Il sera plus facile de la faire évoluer (piloter plusieurs buses, ajouter un écran de contrôle etc.). Des évolutions sont aussi possibles sur la Melzi, mais au prix d’efforts/recherches plus importants.

Cette commande faisait partie des quelques une passées sur Aliexpress, donc j’ai voulu la tester rapidement (et sommairement), c’est à dire charger le Firmware Marlin modifié par Nophead pour m’assurer que cette première phase se passait bien.

Avant toute chose, s’assurer que le cavalier de l’auto-reset est bien inséré (à droite sur l’image ci-dessous), et que le cavalier indiquant le mode d’alimentation de la carte est bien sur USB (pas besoin de s’embêter davantage, il s’agit seulement de charger le firmware) (à gauche sur la photo ci-dessous).

Ensuite, récupérer la version modifiée par Nophead du Firmware Marlin, dispo sur son Github. Le répertoire Melzi est à copier dans le dossier « hardware » du répertoire d’installation de l’IDE Arduino. On ouvre après le fichier principal du projet (Marlin.ino).

Il ne reste plus qu’à connecter la carte Melzi en USB, attendre que le driver s’installe et charger le firmware (s’assurer que le type de carte « Melzi W/ ATmega1284p 16mhz » et le bon port sont bien sélectionnés dans le menu « Outils »).

Le chargement s’est bien passé, ouf 🙂

Carté payée 37€ sur Aliexpress (les 4 drivers A4988 sont intégrés).

Choix des moteurs

Les moteurs pas à pas couramment utilisés sur les RepRap sont des Nema 17. Ce standard spécifie le « format » (dimensions) du moteur, mais il existe une grande variété de Nema 17.

La Mendel90 utilise 5 moteurs :

2 pour l’axe Z
1 pour l’axe X
1 pour l’axe Y
1 pour l’extrudeur

Le site officiel RepRap donne ces quelques recommandations :

Alimentation : 3 à 5 V
Courant : 1 à 1.5 A
Diamètre de l’axe : 5 mm
Couple de maintien : 40 N-cm (= 56 oz-in ou = 4 kg-cm)
Angle : 1.8°

Nophead inclu dans son kit des moteurs avec un couple de 43 N-cm (61 oz-in ou 4.4 kg-cm). Mieux vaut plus que pas assez.

A noter que les pilotes de moteurs les plus courants (A4988) ne délivreront que 1 A en standard et pourront pousser jusqu’à 2 A avec un refroidissement.

L’axe Z est porté par 2 moteurs pas à pas connectés au même pilote. Mais cet axe étant très peu sollicité (sur la Mendel90 en tout cas), j’imagine que ce n’est pas un problème.

J’ai fini par choisir ces moteurs :

Alimentation : 2.8 V
Courant : 1.68 A
Diamètre de l’axe : 5 mm
Couple de maintien : 49 N-cm (= 70 oz-in ou = 5 kg-cm)
Angle : 1.8°

On est pas trop loin des valeurs recommandées. D’ailleurs sur certains sites ils sont conseillés. On verra bien ce que ça donne !

55 € les 5 sur Aliexpress avec la livraison.