Support 3D pour LNB antenne parabolique

Support 3D pour LNB antenne parabolique

L’antenne parabolique n’est pas toujours facilement réglable quand on utilise un matériel bas de gamme, alors j’ai décidé d’apporter des améliorations de mon installation.

J’ai du créer un support LNB sur mesure réalisé avec une imprimante 3D Alfawise U20.

L’existant défaillant

Je n’y connais pas grand chose dans le domaine du satellite mais avec un peu d’ingéniosité on constate des dysfonctionnements.
Mon antenne parabolique Metronic acheté, il y a 20 ans, est un peu vieillissante et surtout son système de réglage est peu précis. Notamment les gros écrous qui glissent à chaque tour de clé déréglant le pointage de la parabole.

arrière antenne metronic

Dans mon garage, j’ai retrouvé une antenne parabolique de l’époque où j’étais abonné à l’internet satellite avec SkyDSL. Je vous fais grâce du prix exorbitant que j’ai payé tout cet équipement. Je vous fais grâce aussi des échecs pour capter un débit internet, finalement très moyen par sa mutualisation du canal (1 canal partagé = 50 clients…). Bref…

réglage précis antenne viasat

L’antenne parabolique sérigraphiée Tooway et estampillée ViaSat était très coûteuse mais de belle qualité offrant des réglages millimétriques pour l’élévation et la finesse de l’azimut.

La technique simplifiée

Vous retrouverez sur le net les paramètres d’une antenne parabolique, notamment par l’utilisation des mathématiques pour sa forme parabolique mais je vous explique en deux mots mes pistes d’observations simples.

La focale d’une antenne parabolique

La focale est le point où se situe la meilleure réception, représentée en rouge ci-dessous. C’est la distance entre la tête LNB et la parabole (en bleu).  Je vous invite à consulter la page de F5ZV pour comprendre et calculer le foyer : https://f5zv.pagesperso-orange.fr/RADIO/RM/RM09/RM09i03C.html

foyer antenne parabolique
source : schéma de F5ZV

Pour régler cette distance, j’ai installé un rail avec une fente au centre pour permettre au support du LNB de coulisser d’avant / arrière vers la parabole. La précision est augmentée.

rail pour lnb coulissant

La hauteur du LNB

Par des essais manuels avec un outil de recherche satellite (appelé aussi finder /pointeur satellite) comme ce modèle. J’ai déterminé la hauteur du LNB sur le rail à 9 cm).

La création 3D

La création d’une pièce commence par une réflexion intellectuelle, les yeux fermés on imagine une première forme qui répond au besoin. Mes cours scolaires (il y à 30 ans) en dessin industriel m’ont permis une esquisse rapide de l’idée que j’avais de ma pièce à imprimer en 3D. J’ai tenu compte des côtes du LNB, du rail et des vis que j’avais sous la main.

deesin pièces 3D antenne parabolique

J’ai dessiné trois pièces : le corps principal qui porte le LNB, le demi-cercle pour serrer le LNB et un petit cube qui permet la fixation sous le rail.

Partant de ce modèle, mon jeune fils s’est chargé de dessiner la pièce sur le logiciel Fusion 360° d’ Autocad, version gratuite pour les étudiants. Cette version éducation lui a permis de découvrir un outil informatique performant et d’avoir une idée des 3 dimensions pour composer ces 3 pièces.

pièce 3D LNB dans Autocad Fusion

A l’issue de cette composition, il exporte le fichier en format STL pour l’ouvrir dans le logiciel gratuit CURA. Ce logiciel nous permet de convertir le fichier STL en format GCode (langage de l’imprimante) avec l’intérêt d’ajouter les paramètres techniques d’impression spécifiques à ma machine Alfawise U20 : températures, vitesse d’impression

pièce LNB dans logiciel Cura

L’impression 3D

Juste un peu de patience et la machine exerce des allers et venues pour déposer le PLA nécessaire au bon endroit. Je suis toujours émerveillé par la précision. La pièce s’élève progressivement jusqu’à donner la pièce attendue !

impression 3D du LNB

Montage des pièces

Un petit coup de grattage des surplus ou cheveux d’ange qui traînent ici et là.

J’ai préféré ne pas faire tous les trous avec l’imprimante 3D (souvent long à extruder) et plus difficiles à centrer mais c’est parfaitement possible. Nous les avons percés manuellement. L’idéal est d’utiliser une perceuse à colonne pour être précis, avec une vitesse lente afin de ne pas casser la pièce. Le PLA est un plastique résistant mais qui fond facilement à la chaleur du forêt en rotation. Pensez à prendre un forêt métal qui est parfaitement adapté à la situation.

perçage de la pièce 3D LNB

On enlève les bavures inutiles. 3 vis de tailles différentes (4, 6 mm), écrous papillons correspondants aux vis.

pice 3D LNB montée

Il ne reste plus qu’à poser ce nouveau support sur le rail de l’antenne parabolique. J’ai ajouté une mousse qui isole le tour intérieur de la partie arrondie qui maintiendra le LNB. Le passage des fils sortant du LNB n’est pas facile à cause de mon rail, mais il existe des adaptateurs fiche F coudés à 90°.

réglage du LNB sur le rail
réglage puissance du lnb

Les réglages sont aisés en coulissant le long du rail pour obtenir une puissance optimale qui demandent qu’à s’améliorer… Il ne restera plus à trouver la polarisation du satellite, visser les éléments définitivement…
Essais concluants !

installation lnb

Accessoires achetés

# impression 3D :

# antenne satellite :

Des visières avec alfawise U20 pour se masquer

Des visières avec alfawise U20 pour se masquer

Covid-19 oblige, il faut se protéger avec masque et visière quand cela est nécessaire. Le monde s’est mis en marche très rapidement pour trouver des solutions qui permettent de se protéger de ce foutu virus.

Viendra le temps du déconfinement, il faut penser nos équipements de protection pour les jours à venir mais pour l’heure se sont nos soignants et le personnel qui gère nos premières nécessités du quotidien qu’il faut encourager et surtout protéger.

Quand les masques 3D apparurent

Des ingénieux ont eu la bonne idée de dessiner en 3D un équipement simple à réaliser avec une imprimante 3D pour faire un masque complet type N95 (norme américaine). On y trouvera des avantages et des inconvénients, mais là n’est pas notre sujet. Voici un lien pour permettre la réalisation de cet objet proposé par Imalize (société française basée à Marseille) pour imprimer en ABS, plus résistant que le PLA. Le fichier est gratuit et distribué  aux conditions CC BY-NC-SA (Licence Creative Commons – Attribution – No Commercial Use – Sharing under the same conditions CC BY-NC-SA, deposited model).

masque imalize

Ce type de masque n’est pas réglementaire (agréé)  COVID en France mais peut être une première alternative/barrage pour ceux qui n’ont rien. Initialement prévu comme masque de protection anti-particules avec un filtre, il filtre au moins 95 % des particules en suspension dans l’air. Il est important de choisir le filtre correctement et à changer toutes les 3 heures.

L’impression est longue. Ce modèle a le mérite d’exister… Je n’ai pas essayé.

Et les visières ?

Plusieurs solutions existent,

La première visière proposée est un modèle simple qui se présente sous la forme d’un serre-tête. On ajoutera un transparent, feuille A4, comme les couvertures de dossier ou de rapport de stage. Puis 4 trous et hop le tour est joué ! En 1h30, on réalise tranquillement son modèle.

visière simple covid19

Pour commencer, on trouve le fichier un peu partout sur internet mais me concernant, je l’ai téléchargé sur 3DVERKSTAN qui propose 3 modèles selon les normes de perforeuses (suède, europe, amériques).

La version adéquate est conçue pour être utilisée avec les poinçons 2 trous ISO 838 des perforeuses de classeur qui sont courants dans toute l’Europe. Utilisable avec une feuille (transparent !) de format A4.

Voici le lien direct du fichier STL à choisir pour la version V4 :

logo STL

Il existe aussi un fichier GCode tout prêt (ici) mais je conseille de prendre la version STL ci-dessus pour l’adapter dans Cura avec les paramètres de notre Alfawise U20.

logo gcode

Une fois le logiciel Cura démarré, on ouvre le fichier STL et on effectue les réglages ordinaires de notre imprimante 3D, ici nous utilisons notre modèle Alfawise U20 avec les réglages que vous connaissez : allez revoir cela ici

visière 3D dans CURA

Un export en fichier format GCode comprenant nos propres réglages : [Fichier] [Export] [type Gcode].

Après montage de notre filament PLA dans l’Alfawise, c’est parti pour un tour ! Pour un résultat correct, j’utilise pour cette impression du ICE Filaments PLA , en 1.75 mm, bobine de 0.75 kg – cliquez sur l’image pour voir les détails :

Nous commencerons par ce noir pour la totalité de ce serre-tête de visière. Si vous voulez vous amuser vous pouvez imprimer en deux couleurs. L’Alfawise permet un redémarrage avec un changement de filament.

l'imprimante fabrique la visière covid19

visière tout juste imprimée

Concernant le film de protection transparent. Comment faire le poinçonnage ?
On utilise une « troulloteuse » de bureau à deux trous pour les classeurs ordinaires. Réglez votre perforateur pour une feuille A6, cela se fait en tirant sur la barre de guidage jusqu’à lire « A6 ». Faites un test de perforation avec une feuille de papier, puis mesurez à quelle distance les trous se trouvent de chaque bord et assurez-vous qu’ils sont symétriques. Faire un coup  sur un côté long du A4. Retournez le transparent A4 et faites un poinçon sur le côté opposé, de sorte que vous vous retrouvez avec 4 trous le long du même bord.

visière terminée

Cette solution a l’avantage d’être rapide à faire, peu encombrante pour la mettre dans une valisette de PDG et peu coûteuse car 13 grammes de PLA suffisent.

Plus pro, plus complexe

Un second modèle peut être proposé. Il s’agit du dessin 3D de PRUSA en plusieurs versions que vous saurez apprécier. RC1 un modèle simple qui ressemble à celui que nous venons de faire au dessus. Le RC2 plus travaillé avec une option de « couvercle » pour fermer le haut du front. Distribué en licence non commerciale, vous trouverez les fichier PDF, DXF et STL…

visières PRUSA RC1 et RC2La méthode est identique à la longue description au dessus. Pour le résultat, je vous propose la vidéo de PRUSA :

 

 

Alfawise U20 vs U30

Comparatif rapide Alfawise

Le catalogue Alfawise s’enrichie régulièrement de nouvelles imprimante 3D de l’U10 à U50. Les deux plus courantes sont U20 et U30 par des prix tellement bas qui peuvent descendre à 160 € avec des coupons réductions…

La U30 proposent tous les avantages technologiques de la U20 avec un encombrement beaucoup plus réduit : 42.5 cm x 40.2 cm x 50.5 cm.

Les modèles évoluent vite et nous n’avons eu en main que l’Afawise U20 qui nous offrent beaucoup de services dans nos créations. Pensez que la température maxi est de 200° C ne permettant pas l’utilisation de PETG (>210° C et plateau >60° C). Ce PETG est utilisé pour sa dureté, sa résistance à l’impact et aux produits chimiques, sa transparence et ayant la capacité à se déformer sans se rompre. Matériau facile à extruder qui présente une bonne stabilité thermique. Beaucoup d’avantage que ces deux Alfawises ne permettront pas. Pour autant, l’éventail de matériau est grand et suffira largement pour l’usager passionné.

Les deux modèles sont très similaires avec une dimension de plateau différent mais pour le reste, les caractéristiques techniques glanées ici et là restent très proches.

Pour le paramétrage

La règle n’est pas unique et reste toujours la même : le paramétrage c’est selon la pièce (= votre dessin 3D), selon la matière (= ABS, PLA… qui demandent des températures différentes).

Pour l’une comme pour l’autre on peut partir sur la base des réglages CURA présenté dans cet article.

Tableau comparatif

Tableau qui regroupe les caractéristiques comparatives des deux modèles :

ONE/ DIY / PRO U20 U30
Usage: Particulier/bureau Particulier/bureau
Réception: Kit ou monté Kit ou monté
Technologie: Dépôt de fil fondu Dépôt de fil fondu
Matières: TPU TPU
ABS ABS
PLA PLA
Bois Bois
PVA
Volume d’impression: 300 mm x 300 mm x 400 mm 220 mm x 220 mm x 250 mm
Épaisseur minimum des couches: 100 µm 100 µm
Épaisseur maximum des couches: 400 µm 400 µm
Vitesse d’impression minimum (mm/s): 20 mm/s 20 mm/s
Vitesse d’impression maximum (mm/s): 20 à 150 mm/s 150 mm/s
Nombre d’extrudeur(s) maximum: 1 1
Diamètre buse: 0.4 mm 0.4 mm
Diamètre du filament: 1.75 mm 1.75 mm
Lit d’impression: chauffant <100° chauffant
Filtre à particules: Non Non
Dimensions: 39.5 cm x 57.5 cm x 61.2 cm 42.5 cm x 40.2 cm x 50.5 cm
Poids: 12 kg 7.8 kg
Alimentation: 24V
Connectivité: SD Card USB
USB SD Card
Écran de contrôle: 2.8 pouces couleur tactile 2.8 pouces couleur tactile
Système d’exploitation: Windows Linux
Mac Windows
Linux Mac
Logiciel: Cura fourni Cura fourni
Format(s) de fichier: OBJ OBJ
GCODE GCODE
STL
Paramètres imprimante 3D et CURA

Paramètres pour imprimante 3D et CURA

Des essais pas toujours concluants ?
La pièce se décolle du plateau chauffant ?
Température et vitesse d’impression difficile à trouver ?

Vouloir aller trop vite ne sert à rien, il faut comprendre d’abord les notions de base. Vous allez trouver une Fiche Mémo pour retrouver les réglages indispensables et parfaire votre métier d’imprimeur 3D.

Pour commencer

Depuis ma première expérimentation d’impression (voir l’article « L’As de la 3D« ), j’ai été confronté aux problèmes de pièces qui se détachaient durant l’impression, et/ou de mauvaise fusion du PLA.

PLA qui coule sur le plateau

Ici dans notre exemple, la pièce (du haut) s’est imprimée normalement au début des opérations.

D’un coup, elle s’est décollé du plateau, l’adhérence était mauvaise : température ou vitesse d’impression inadaptées ?

Au final, la tête d’impression a poursuivit son travail sans se soucier du décollage de la pièce principale pour imprimer la pièce plus loin (pièce du bas). J’ai tout arrêté !

Je me suis donc penché sur le sujet pour vous sortir une notice avec des paramètres plus efficaces !

La version du logiciel CURA qui sera utilisée est la Cura 4.3  pour windows 64 bits accessible sur le site officiel Ultimaker. J’ai installé cette version car elle inclut l’imprimante 3D Alfawise U20 dans ses paramètres. On s’assure de l’avoir sélectionnée avant de poursuivre.

Nous allons afficher à l’écran les paramètres « cachés » qui existent dans CURA. Ils sont importants, autant les rendre visibles.

Cliquer sur  le menu [Paramètres] [configurer la visibilité des paramètres] pour obtenir ceci :

paramètres visibles dans CURA

Vous allez pouvoir cocher les éléments qui nous intéressent. Pour cela, je vous propose un récapitulatif dans un fichier PDF qui constitue une Fiche Mémo à télécharger ci-dessous et à imprimer pour l’avoir sous la main.

Vous pouvez aussi, simplement lire le tableau qui suit dont les explications détaillées sont présentes à la fin de l’article.

> Fiche Mémo en PDF <

 

Tableau récapitulatif

Explications détaillées pour chaque item à lire sous ce tableau.

Items Réglages
QUALITEHauteur de couche maximum à 0,3 mm
COQUEEpaisseur de la paroi 1,2 mm (soit un multiple de la taille de la buse = 3 parois x 0.4mm)
 Epaisseur dessus / dessous 1,2 mm (soit un multiple de la hauteur de la couche = 3 couches pleines x 0.2 mm)
REMPLISSAGEDensité 15 ou 20 % pour rendre la pièce plus solide
 Motif du remplissage Grille
 Pourcentage de chevauchement du remplissage 
20 %
MATERIAUTempérature d’impression 180-210 °C en PLA
Trop froid : le matériau va claquer / Trop chaud : défaut d’impression et surfaces peu propres ; filament trop liquide.
 Température du plateau 50°C pour maintenir la pièce
 Diamètre Alfawise U20 = 1,75 mm
 Débit 100 %
 Activer la rétraction [X] évite les « cheveux d’ange »
 Distance & vitesse de rétraction 2 mm en distance et 25 mm/s en vitesse
 Déplacement minimal de rétraction 
0,8 mm
VITESSE d’IMPRESSIONVitesse d’impression normale60 mm/s
 Vitesse d’impression de remplissage 30 mm/s
 Vitesse d’impression de la paroi
– Externe
– Interne
 

 

30 mm/s
60 mm/s

 Vitesse d’impression dessus / dessous 30 mm/s
 Vitesse de déplacement 120 mm/s
 Vitesse de couche initiale 30 mm/s
REFROIDISSEMENTActiver le refroidissement[X] pour PLA / [  ] pour ABS
LES SUPPORTSGénérer les supports[  ]
 Positionnement 
 Angle de porte-à-faux de support 40 °
 Motif et densité du support 15 %   distances Z (à 0,1mm) et XY (à 0,7mm)
ADHERENCE DU PLATEAUType adhérenceAu choix

Les réglages expliqués en détail

– QUALITE

Hauteur de couche : plus la valeur est grande plus l’impression sera rapide mais de moins bonne qualité ! La règle est de ne pas dépasser ¾ de la taille de la buse pour éviter les problèmes d’adhésion entre les couches.

Par exemple :
(buse = 0,4 mm) x 3 / 4 = hauteur de couche maximum à 0,3 mm // souvent on règle à 0,2 mm

– COQUE

Épaisseur de la paroi : La paroi est le pourtour extérieur de la pièce, dans Cura on l’observe ainsi (la couche externe est rouge ; les couches internes sont vertes) :

[photo]

Le passage de la buse étant de 0.4 mm, nous devons mettre un multiple de cette valeur.

Par exemple :
Pour une paroi réalisée par 3 passages de buse => 3 x 0.4 mm = 1,2 mm

Épaisseur dessus / dessous : Il s’agit du dessus (= les plafonds) de la pièce et du dessous (= le pied) de la pièce. Toutes les deux correspondent aux couches pleines pour « boucher la pièce ».

Cette épaisseur est déterminée par la hauteur de couche (voir réglage ci-dessus). En effet, pour faire le fond de la pièce /ou le dessus, la hauteur de couche étant définie plus haut, nous devons mettre un multiple de cette valeur.

Par exemple :
Pour une hauteur de couche à 0,2 => 3 x 0,2 mm = 1,2 mm de couche pleine

Note : si l’épaisseur de la couche du dessus est trop faible, le PLA parfois trop liquide risque de ne pas tenir et donner un effet ondulé sur le dessus car les couches de PLA s’enfoncent dans les trous du quadrillage (en forme de grille) du remplissage intérieur de la pièce.

– REMPLISSAGE

Densité : C’est l’épaisseur du trait de remplissage intérieur (qui trace le quadrillage (en forme de grille) à l’intérieur de la pièce. Il est généralement de 10, 15 ou 20 % pour rendre la pièce plus solide.

Motif du remplissage : Faire des essais selon la pièce et la solidité dont vous avez besoin mais le plus courant est la Grille.

Pourcentage de chevauchement du remplissage : Cette notion touche la soudure entre la paroi et la grille (remplissage) intérieure. Les deux parties doivent coller ensemble et donc on détermine ce point de soudure. La valeur est généralement à 20%.

– MATERIAU

Température d’impression : A régler selon les recommandations du plastique utilisé.
Trop froid : le matériau va claquer dans l’extrudeur car il est mal fondu.

Trop chaud : défaut d’impression et surfaces peu propres à cause du filament trop liquide. Il ne refroidit pas assez rapidement avant le passage de la seconde couche.

Note : ce réglage est lié à la vitesse d’impression !

Température du plateau : Pour les machines à plateau chauffant uniquement. 50°C pour maintenir la pièce.

Diamètre : C’est fonction de la machine, réglé (ici à 1,75 mm) une bonne fois pour toute.

Débit : C’est la quantité de plastique que l’on va extruder. Permet de compenser un filament irrégulier. C’est rarement autrement que 100%

Activer la rétraction : Permet d’éviter les « cheveux d’ange », ces fameux petits fils fins qui se forment quand la buse doit parcourir un espace vide de la pièce où il n’y a rien à imprimer.

En activant cette option, l’imprimante effectuera un pas en arrière avant de se déplacer vers la zone plus lointaine où elle reprendra l’impression.

Distance & vitesse de rétraction : 2 mm en distance et 25 mm/s en vitesse, sont les valeurs courantes. Si des cheveux d’ange se forment trop, on peut augmenter ces valeurs vers 3 mm.

Note : ne pas trop augmenter la vitesse pour certains PLA sinon le filament casse dans le tube et l’impression est ratée.

Déplacement minimal de rétraction : La rétraction est activée, elle s’effectue lorsque les parties d’une pièce ne se touchent pas et que la buse doit se déplacer sans poser du PLA. Évite les cheveux d’ange. Pour autant, si les pièces sont fort rapprochées mais ne se touchent pas, cela évite qu’un grand nombre de rétractions ne se produisent inutilement sur une zone courte. Avec un réglage à 0,8 mm vous serez bien.

– VITESSE d’IMPRESSION

Vitesse d’impression normale : C’est une valeur moyenne. Principalement pour les zones intérieures d’impression car les parois seront imprimées moins rapides pour les solidifier. 60 mm/s est une valeur adéquate.

Vitesse d’impression de remplissage : Pour une valeur à 60 mm/s

Vitesse d’impression de la paroi : Pour une valeur à 30 mm/s

– de la paroi externe : Pour une valeur à 30 mm/s

– de la paroi interne : Pour une valeur à 60 mm/s

Vitesse d’impression dessus / dessous : Pour une valeur à 30 mm/s

Vitesse de déplacement : Pour une valeur à 120 mm/s, c’est le déplacement de la tête d’un bout à l’autre du plateau quand elle n’imprime pas.

Vitesse de couche initiale : Pour une valeur à 30 mm/s

Note : les vitesses de la paroi et de la couche initiale sont de moitié (50%) de la vitesse normale. Lorsque l’on change cette dernière, les valeurs changent automatiquement. On peut les changer manuellement malgré tout.

– REFROIDISSEMENT

Activer le refroidissement : On le coche pour le PLA afin de refroidir (et donc de figer) rapidement le plastique pour une impression propre. Ce paramètre est à désactiver pour de l’ABS.

– LES SUPPORTS

Générer les supports : On coche la case. Ils sont visibles dans CURA en couleur bleu ciel.

Positionnement : Je ne maîtrise pas tout à fait cette notion, on la règle généralement sur « partout ». Ces supports, représentent de la matière pour supporter/soutenir les formes qui se trouvent dans le vide sans toucher le plateau. Imaginez les bras ouverts d’un personnage ; les bras touchent le corps mais pas le plateau, ce sont des porte-à-faux. Il faut donc les soutenir pour les concevoir.

Ce paramètre est intimement lié à « angle de porte-à-faux de support » en degré.

Angle de porte-à-faux de support : (Voir le paragraphe précédent)

Si l’angle de notre élément en « porte-à-faux » (de 50° par exemple) est supérieur à notre réglage (40° par exemple), la machine créera un support pour que ce porte-à-faux ne faiblisse pas et ne se déforme pas. Le support (sorte de pilier) sera à enlever une fois la pièce terminée.

Dans CURA la couleur du support est bleu ciel.

Motif et densité du support : Comme pour l’impression d’un intérieur de pièce, le motif correspond ici au support des porte-à-faux avec une densité (épaisseur d’impression) de 15 %. En augmentant la valeur, le support sera d’autant plus fort et plus difficile à retirer de la pièce originale.

Note : pour une pièce avec des porte-à-faux nombreux ou complexes, il existe des réglages de distance plus pointus comme les distances Z (à 0,1mm) et XY (à 0,7mm) des supports. Ce sont des écarts entre la pièce et le support afin de pouvoir casser (enlever) le support et désolidariser les deux éléments. Utile aussi pour mettre une pince entre pièce/support et casser ce support sans difficulté.

– ADHERENCE DU PLATEAU

Type adhérence

SKIRT (une jupe), c’est juste un fil qui ne touchera pas la pièce. La buse défile un fil en pourtour pour nettoyer l’éventuelle goutte de PLA.

BRIM (la Bordure), c’est une surface complète et pleine qui permet que le modèle colle bien au plateau notamment pour les petites pièces.

RAFT (le radeau) pour éviter le wraping (décollement). Ce support est épais et déborde de la pièce. Une explication en clair est ici : https://www.filimprimante3d.fr/content/71-c-est-quoi-le-warping-comment-eviter-le-gauchissement[/vc_column_text][/vc_column][/vc_row][vc_row][vc_column][vc_column_text]

Accessoires achetés

Spray 3DLAC, pour Imprimante 3D Impression. Double Adhérence PLA et autres…

L’As de l’impression 3D – Alfawise U20

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L’As de l’impression 3D – Alfawise U20

[sommaire]

Nous allons tester une imprimante 3D de la marque Alfawise U20 en réalisant notre premier projet technique : un dé à jouer de 6 faces. Dé non pipé ! mais bel et bien imprimé.

Pour cette expérimentation, nous utiliserons des logiciels basiques et des paramétrages simples afin de comprendre les mécanismes de cette technologie.[/vc_column_text][vc_column_text]

Résumé en vidéo

Voir la vidéo avistanet youtube

ETAPE 1 : Créer un fichier STL

La première étape consisterait à réaliser un modèle 3D de notre Dé dans des logiciels gratuits comme Blender, Sculptris, LibreCad, et le plus connu dans les écoles : Sketchup. Nous connaissons aussi quelques payants parmi lesquels SolidWorks, Catia, 3ds Max.
Il existe aussi des versions gratuites à usage limité dans le temps comme Fusion 360.
Ces logiciels, qu’il faut apprendre à utiliser pour concevoir la pièce en 3D, permettent d’exporter en format STL qui sera utilisé à l’étape 2.

Note : pour Sketchup, l’export en format STL n’est pas intégré, il faut ajouter le plugin gratuit.

Pour simplifier notre composition du Dé (surtout si l’on n’est pas encore un pro des logiciels que je viens de citer), nous pouvons trouver aussi sur internet des compositions toutes prêtes comme cela va être le cas pour  notre projet. Je vous invite à consulter un site internet comme thingiverse ou Cults qui proposent de télécharger des modèles après une simple inscription avec le mail (rapide, direct et sécurisé).

Pour notre travail, j’ai choisi un fichier ZIP présent sur ce lien, qu’il faudra télécharger puis décompresser dans votre ordinateur. Le dossier Balanced_Die__Dice_updated décompressé comporte 3 fichiers, le second (balanced_die_version_2) nous intéresse.

Fichier STL du dé

ETAPE 2 : Logiciel CURA : paramétrage

Le descriptif qui suit a été utilisé pour les premiers essais juste après l’achat de l’imprimante. Depuis, un article spécifique sur les paramètres de Cura pour l’Alfawise U20 a été rédigé. Plus complet avec des réglages adéquats à consulter ici [cliquer pour voir]

Le logiciel CURA est donc fourni sur la carte micro-SD de notre imprimante 3D Alfawise. Consulter le dossier U20/U20 manual/U20 instruction manual/4.Cura_15.04.3

Il s’installe simplement par un double-clic dessus. CURA démarré (ne pas faire la mise à jour), il est important de lui renseigner les paramètres de notre machine, voici les menus qu’il faut explorer :

  • [Fichier] [Préférences]

on peut mettre FRANCAIS pour la langue, indiquer le prix au kilo de la bobine de filament (option) pour évaluer le coût de la pièce, vérification des mises à jour peut être décoché s’il l’on ne souhaite pas la sollicitation à chaque démarrage de Cura.

  • [Machine] [Add new machine], une fenêtre Assistant de configuration apparaît, un clic sur Autre, puis bouton [Next] on choisi Reprap ou n’importe quel machine.
  • [Fichier] [Réglage machine] une fenêtre Réglages de la machine apparaît, un onglet montre Reprap (ou une autre imprimante si vous avez fait un autre choix), on peut commencer par un clic sur le bouton [renommer la machine] et indiquer Alfawise. Remplir ensuite tous les champs ainsi :

CURA - réglage de la machine Alfawise

  • Sur le bandeau gauche de l’écran (juste en dessous du menu FICHIER) un onglet « Simple » permet de régler la qualité ainsi :

CURA - Qualité simple

  • Sur le bandeau gauche de l’écran (juste en dessous du menu FICHIER) un onglet « Avancé » permet de régler la qualité ainsi :

CURA - Qualité avancé

ETAPE 3 : Export en G-Code avec Cura

Nous utilisons CURA pour convertir notre fichier STL en un fichier codé en G-Code. Le G-Code est un langage « universel » pour les machines à commande numérique dont fait parti l’imprimante 3D. Nous n’entrerons pas dans le détail du code, mais retenez que l’image de notre dé faite en STL est principalement pour observer à l’oeil, pour visualiser la pièce en 3 dimensions sur l’écran.
Le G-Code donnera à la machine les positions (y,y,z) à la tête d’impression lui permettant de se positionner et faire couler un filament de plastique constituer la pièce.

Dans CURA, nous ouvrons notre fichier STL (en cliquant sur [Fichier], [ouvrir]), sélectionner le fichier Balanced_Die__Dice_updated

vue d'ensemble du dé dans logiciel CURA

L’image apparaît.
Vous pouvez utiliser la roulette (scroll) de la souris pour zoomer en (+) ou en (-).
En gardant le bouton DROIT de la souris appuyé, tout en bougeant la souris, c’est la vue 3D qui change.

vue zoomée dans logiciel CURA

Pour créer notre fichier G-Code, il suffit de faire au clavier [CTRL]+[G] ou menu [Fichier], [Save GCode]. Choisir l’emplacement sur votre disque dur : le dossier de votre choix.

A cette étape, CURA aura créé notre code d’impression qui défini tout le chemin que la tête d’impression devra suivre pour déposer un filament chaud et coulant de plastique. On remarque au passage qu’il y a de la matière à l’intérieur de la forme creuse pour la solidifier. CURA est vraiment exceptionnel car cette structure intérieure nous ne l’avions pas prévue.

couches d'impression du dé

Notre fichier G-Code est prêt.

ETAPE 4 : Sauvegarde sur micro-SD

Nous venons de créer notre G-Code sur le disque dur de l’ordinateur.

Dans un second temps, il faut copier le fichier G-Code sur une carte SD. C’est une micro SD qu’utilise l’AlfaWise.

Mon ordinateur ne possède pas de port (d’emplacement) pour insérer une telle micro carte, il nécessaire d’utiliser l’adaptateur microSD/USB fourni avec la machine. Malheureusement, le mien n’est pas très solide et j’ai constaté qu’il provoque des erreurs de copie de fichier. J’ai acheter un modèle plus sérieux.

<adaptateur microSD/USB>

Sur la carte SD, on va copier notre fichier G-Code. Mais attention ! Le fichier doit comporter un nom court, simple, sans accent et surtout pas la touche « espace » qu’il faut remplacer éventuellement par des tirets, c’est-à-dire le moins (du 6 -) et non le soulignement (du 8 _ ).
En ne respectant pas les consignes vous risquez de ne pas permettre à la machine de retrouver votre fichier !

Vous avez remarqué que le fichier porte un nom se terminant par .gcode alors tout est parfait.

ETAPE 5 : Transfert dans l’imprimante

C’est l’étape la plus simple. On retire la carte microSD de l’adaptateur pour l’insérer dans la machine éteinte. Attention, sur l’imprimante Alfawise U20 le lecteur de carte micro SD est tellement fin que j’ai failli insérer ma carte à coté de la fente et la perdre dans le bloc numérique.

L’imprimante allumée, l’affichage nous permet de contrôler le démarrage.

Mais au fait, avez vous correctement fait les étapes de réglages initiales avant l’impression ?

ETAPE 6 : Impression

Il ne reste plus qu’à exécuter notre fichier. La vidéo montre en 3 min la fabrication… qui a lieu juste après un préchauffage de la machine et le plateau qui chauffe à 50°C.

Fin de la partie !

Notre dé est terminé. Il est plutôt bien fait et vous remarquez qu’il fonctionne à merveille avec un équilibre qui évite de tomber toujours sur la même face. Il n’est pas pipé !

On pourra, pour l’améliorer, le polir afin d’enlever les imperfections. Pour ma part, je vais le peindre pour lui donner les couleurs d’un jeu gagnant.

A vous de jouer… vous deviendrez un as de l’impression 3D !

Accessoires achetés

un adaptateur fiable pour lire la carte micro-SD

une carte micro-SD de qualité pour une lecture optimale avec l’Alfawise U20


du Filament pour imprimante 3D PLA, précision dimensionnelle +/- 0,03 mm, bobine de 1 kg, 1,75 mm Bleu

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L’Alfawise U20 arrive à l’atelier

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L’Alfawise U20 arrive à l’atelier

[sommaire]

Noël 2018 est sous le signe d’une expérimentation-formation à l’impression 3D.
Vais-je devenir un As de l’impression 3D ? C’est l’objectif que je me suis donné.
Voici un retour d’expérience et des conseils pour une première utilisation…

Le matériel 3D

N’y connaissant rien en matière d’impression 3D, j’ai suivi les conseils avisés de l’Amie Héliox dont la chaîne Youtube est très riche de vidéos instructives sur le sujet. Héliox est une jeune femme passionnée qui fait des vidéos de qualité : les explications sont claires, précises et engageantes.

Les imprimantes 3D sont nombreuses dans les catalogues de nos fournisseurs mais il y en a une qui est vraiment exceptionnelle, à prix très intéressant au regard de sa qualité d’exécution. Il s’agit de l’Alfawise U20, voyez un peu son fonctionnement.

De conception plutôt solide, j’ai choisi un modèle monté à la livraison ce qui est rassurant et évite de faire des erreurs. Il reste juste à emboîter quelques éléments et les câbles à brancher car elle arrive à plat dans son gros carton.

Montage des éléments

Alfawise U20 est un modèle complet. Contrairement à ce que décrit Héliox pour son expérience, j’ai reçu ma machine en parfait état sans devoir compléter le montage en dehors des choses prévues.

L’ensemble ressemble à un gros mécano comprenant le cadre métallique verticale pour le moteur (Z) avec une hauteur de 40 cm. Le plateau chauffant qui bouge en (X,Y) est composé d’une vitre d’accroche spéciale. L’ensemble est raccordé à l’électronique intégrée et son écran tactile en couleur permettant la lecture d’une carte micro-SD (fournie).

Les outils de montage ne sont pas oubliés (spatule, clés alênes, pince coupante, …).

Côté logiciel : une clé USB comporte le driver pour un pilotage PC, des fichiers exemples pour s’entraîner sont proposés (bof…quant à la pertinence du choix). On trouve aussi une ancienne version de CURA qui créé les fichiers G-Code d’impression, ainsi que la notice de montage (en anglais) et des astuces d’utilisation.[/vc_column_text][/vc_column][/vc_row][vc_row][vc_column][vc_btn title= »Notice Alfawise U20 en PDF » style= »outline » color= »juicy-pink » align= »center » link= »url:http%3A%2F%2Fbit.ly%2F2Q84AOn||target:%20_blank| »][/vc_column][/vc_row][vc_row][vc_column][vc_column_text]Pour le montage, j’ai préféré faire confiance à Héliox avec sa vidéo très documentée étape après étape.

J’ai complété les manques par la lecture de la notice PDF contenu sur la clé USB.

L’opération la plus importante en fin de montage est d’effectuer le nivelage du plateau.

Réglages préliminaires

Quand on parle de nivelage du plateau, ce n’est pas en utilisant un niveau à bulle comme le ferait un bricoleur mais en vérifiant que le déplacement de la tête d’impression permettra de garder un espace nécessaire (et régulier) pour déposer le filament plastique sur le plateau.
La méthode est importante, il en va de la bonne réussite de vos impressions !
Ne cassons pas la machine ni le plateau en verre sans procéder à quelques réglages incontournables entre tête et plateau.
Voici la méthode simple pour effectuer le nivelage du plateau :

  • la tête (buse) est en position [x ; y] = 0 ; 0 (position initiale)
  • j’ai placé sous la buse une feuille de papier A4 (d’imprimante ordinaire – 80 gr) en la gardant dans la main par une extrémité.
  • je déplace la feuille de papier et cette dernière doit pouvoir bouger sans être pincé par la buse, sinon il faut régler la vis sous le plateau pour laisser l’espace nécessaire. A l’inverse, si l’espace est trop grand entre le plateau / la buse, la feuille est libre mais ne frotte plus la buse. Il faut donc réduire l’espace en utilisant la vis sous le plateau.
  • On déplace le plateau tout en laissant la feuille jusqu’au coin opposé et on répète l’opération afin de trouver le juste espacement entre la buse et le plateau pour chacun des angles (oui, oui, il y a 4 angles à un plateau) . N’hésitez pas à refaire la manipulation autant de fois que nécessaire en utilisant les angles opposés comme une croix. C’est très important.

Voici en vidéo l’explication donnée par Héliox (minute -> 5:50).

Normalement, si l’imprimante n’est pas déplacée, les réglages ne bougent pas (les vibrations peuvent parfois dérégler) sinon il faut vérifier de temps en temps.

La clé USB …

Alfawise fourni une clé USB adaptateur et sa carte micro SD comportant des dossiers des pilotes, des fichiers G-Code exemples prêts à réaliser.
Le conseil est de commencer par faire une copie du contenu de la micro-SD sur votre ordinateur pour en garder une archive originale exploitable si un problème arrive.
Dans un second temps, il est préférable d’utiliser une carte micro-SD différente sur laquelle vous mettrez vos futurs travaux à transférer vers l’imprimante 3 D. Le formatage de votre carte micro-SD vierge sera à faire en FAT32 avec Windows.

Firmware

Quand on achète l’imprimante 3D, sans expérience de cette technologie, de nombreuses erreurs sont faites et les résultats ne sont pas toujours probants dès les premières impressions. Ne mettez pas en cause la machine et son électronique embarquée. Les causes peuvent être multiples : de mauvais fichiers, des paramètres mal maîtrisés. En bon débutant, on a envie de mettre à jour le firmware de la machine comme le propose certains internautes avec l’espoir de tout résoudre. Je déconseille cette manipulation scabreuse et irréversible. Le firmware d’origine n’étant pas fourni il sera difficile de faire marche arrière.

Mieux vaut parfaire sa propre maîtrise de l’outil avant de changer la configuration de ce dernier.

Les Logiciels

Pour débuter, des logiciels sont fournies. Tout d’abord le driver (pilote) de l’Alfawise U20 est à installer uniquement pour un usage en pilotage direct avec l’ordinateur. Je n’ai pas validé cette technique car l’utilisation directe avec une carte micro-SD – à la place du PC – est tout aussi simple et présente un intérêt non négligeable en cas de coupure de courant. En effet, la machine est capable de gérer la reprise de son impression 3D toute seule ce qui ne serait pas le cas avec un pilotage depuis un PC.
De plus, une impression peut durer plusieurs heures selon la pièce à réaliser… pourquoi mobiliser si longtemps l’ordinateur à cette tâche  ?

Alfawise fourni un logiciel Gratuit et open-source créé par David Braam et repris par Ultimaker, une société de fabrication d’imprimantes 3D, qui assure la maintenance du logiciel. Ainsi, sur la clé USB de notre package, on trouve le logiciel CURA en version ancienne (15.x fournie avec l’imprimante) pourtant l’éditeur propose une autre version plus récente sur le web (version 3.x, la numérotation ne suit pas l’ancienne). La version ancienne est très performante et je trouve que pour un débutant, elle permet des réglages bien plus accessibles que la version moderne. Restons donc avec CURA 15.x !

Pour que le lecteur soit éclairé, il faut rentrer dans un détail technique dès maintenant en expliquant que l’impression 3D nécessite un dessin numérique en 3 dimensions. Ce dessin est un fichier type .STL qui donne l’aspect 3D à l’oeil comme ceci :

Fichier STL du dé

Un fois le modèle  3D réalisé, il faut un logiciel qui va découper cette forme en tranches que l’on appelle « couches » et en même temps créer un fichier type G-Code qui est le langage de l’imprimante. C’est le travail de CURA. En résumé : CURA lit un fichier .STL et le converti en G-Code.

et si nous passions à la pratique ?

L'as de l'impression 3D

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