Impression 3D : Z Wobble sur Prusa I3

L’année derniere j’avais un soucis sur mon imprimante 3D ( Prusa I3 ), j’avais du Wobble.

WOBBLE : Qu’est ce que c’est ?

Ça vient de l’anglais, et ça signifie Osciller en français, j’avais donc des oscillations sur mes impressions, et ce sur l’axe Z ( en hauteur ).

Cela vient du fait que la tête d’impression, d’une couche à l’autre, n’arrive pas à se positionner exactement la où elle devrait. Cette erreur de positionnement n’est pas aléatoire, elle est cyclique, et donne un motif oscillant, de vagues ou vaguelettes dans la hauteur.

Wobble léger la aussi ...
Wobble léger la aussi …
Wobble, léger, mais wobble quand même
Wobble, léger, mais wobble quand même

 

Wobble chez thebreizmaker avant/après : https://thebreizmaker.files.wordpress.com
Wobble chez thebreizmaker avant/après : https://thebreizmaker.files.wordpress.com

 WOBBLE : Pourquoi ?

Dans le monde des RepRap, on construit des imprimantes ( ou plutôt on essaye !!! ) à partir de pièces imprimées par d’autres machines et de matériaux « courant » du genre tiges filetés ( oui, oui, c’est courant ça sert, entre autre, aux plombiers et aux électriciens, pour suspendre au plafond les conduites et autre chemins de câbles, et ça se trouve en quantité dans les Grande Surfaces de Bricolage ou GSB ). Donc ces matériaux « de chantier » ( comprendre « à pas cher » ) sont détournés par les RepRapeurs pour construire des machines tendant vers une précision de 100µm voir moins … donc forcement des fois ça coince. Ces tiges n’étant pas de qualité micrométrique, ça coince quand on a des tiges un peu ( ou beaucoup ) tordues. ( Ça coince aussi des fois sur des vis trapézoïdales dans des kits à pas cher en provenance directe de Chine ).

Le décalage de la tête d’impression d’une couche à l’autre se produit à la même fréquence que le « pas » des tiges filetés de l’imprimante, car les tiges tordues induisent un décalage des pièces X-End et X-Motor, ces décalages se répercutent sur les barres de guidage de l’axe X, et donc sur la tête d’impression. Et au final ça oscille aussi sur l’objet imprimé.

Mon wobble était léger léger par rapport à ce qui peut arriver à certain, mais il était présent et ruinait tant les pièces « artistiques » que les pièces « techniques » et ça, ça me faisait suer ( pour parler poliment ).

Comment virer le Wobble ?

Il faut permettre à l’axe Z de monter droit, même si les tiges sont tordues.L’idée est simple, il suffit alors de découpler la fonction guidage de la fonction traction de l’axe Z.

( Et aussi, si vos tiges filetées sont contraintes et touchent quelque chose à l’opposé du moteur, c’est pas bon, il faut que l’extrémité, opposée au moteur, de vos tiges lisses soit libre de toute contrainte mécanique )

Patin Anti Z-Wobble ( le petit truc en rouge ), oui, c'est mon I3 ... arbre de noël ...
Patin Anti Z-Wobble ( le petit truc en rouge ), oui, c’est mon I3 … arbre de noël …

Pour la réalisation, au lieu de redessiner les pièces X-End et X-Motor, j’ai décidé de neutraliser le système de traction qu’il y avait dessus ( virer l’écrou inséré et repercer à un diamètre au moins de 1,5 à 2 fois celui de la tige, il ne faut plus de contact à ce niveau ) et de rajouter un « patin » tracteur, enfin plutôt pousseur dans notre cas, sur lequel X-End et X-Motor viendrons se reposer. Il faut que les surfaces en contact soient le plus lisses possibles ( thebreizmaker  a carrément mis du teflon ) pour que le patin monte, en suivant la tige fileté et poussant les X-End et X-Motor le long de l’axe Z. Si la tige est tordue, le patin monte et se balade. Mais les pièces X-End et X-Motor suivent l’axe de guidage et glissent sur le patin. Chacun vie sa vie de sont coté, un pousse, les autres suivent le rail.

Pour la descente, bah les patins redescendent et les pièces au dessus, aussi par gravité.

Ce qui induit une première limitation par rapport au design initial des Prusa : avec ce système, vous serez obligé d’imprimer à l’horizontale, l’axe X au dessus du bed. Les mouvements en Z+ ne sont pas limité et rien de retiendra l’axe X si vous retournez l’imprimante (Plus possible d’imprimer dans l’espace ou avec l’imprimante à 90° voire accrochée au plafond)

La deuxième limitation introduite est due à l’épaisseur des patins, si vous avez des coupleurs un peu hauts, vous risquez de devoir monter votre bed de quelques millimètres car les patins viendrons en butée sur les coupleurs lors de votre homing ( et 2 Nema 17 en buté sur Z ça fait un bruit et des vibrations pas agréables du tout, ni pour vous, ni pour votre imprimante ). Par sécurité, quand vous lancez votre premier homing après l’installation des patins,  gardez un doigt sur le bouton reset de votre RAMPS au cas ou…

Je ne sais pas non plus ce que ça peut donner quand on imprime avec l’option Z-Lift qui fait se remonter la tête d’impression de quelques mm à chaque non printing move un peu long …

Au niveau des avantages maintenant, en plus de supprimer ( ou grandement atténuer ) le wobble, ça protège votre bed du déréglage du endstop Z. Si la tête viens s’écraser contre le bed sans s’arrêter, elle ne défoncera pas la vitre du bed, car seul les patins iront vers les coupleurs, l’axe X lui arrêtera de descendre.

Le bed n’ayant plus à amortir la tête d’impression au cas ou, vous pouvez virer les ressorts pour rigidifier sa fixation (et les remplacer soit par des entretoises soit par des rondelles) et ainsi gagner quelques mm/sec en vitesse d’impression.

Comme je suis feignant ( ça je l’ai déjà dit ) et que j’en avais marre que la tension de ma courroie du X varie en fonction des conditions d’hygrométrie, j’ai aussi pour le meme coup intégré un tendeur de courroie à mon X-end et commis tout ça sur http://www.thingiverse.com/thing:518773 (Que Bree Petis soit maudit sur 12 générations)

Si vous voulez uniquement supprimer le wobble, vous pouvez juste imprimer les patins, sans les X-End et Motor mais il vous faudra retirer les écrous présents sur les vôtres et repercer l’emplacement 1,5 à 2 fois le diamètre de la tige, il ne faut pas de contact à cet endroit. Attention cette opération est irréversible. Si ça foire vous ne pourrez plus printer avec ces les X-End et Motor modifiés sans patins pousseurs.

Non, les X-End et Motor ne sont pas à l’envers, la première idée était de les « pousser » au lieu de les « tirer » comme c’est le cas initialement, et au final je les pousse avec une autre pièce.

Si c’est con et que ça marche, alors, c’est peut être pas si con …

Bon prints.

@+

Ouinche

51 - 104,2
52 – 104,2

 

13 comments

  1. Salut 🙂

    J’ai trouvé votre système anti vibrations sur thingiverse, et j’ai bien envie de le monter car j’ai le même soucis de vibration…
    Par contre, j’ai une question, quel est le diamètre des tiges lisses que vous avez ?
    J’ai imprimé un patin (aux bonnes dimensions), mais je trouve qu’il ne coulisse pas bien sur les tiges (j’ai des tiges de 8mm). Il faut forcer et j’ai peur que du coup, ça demande beaucoup d’efforts aux moteurs.
    Les patins sont ils libres autour des tiges lisses ?

    A côté de ça, dans quel sens sont montés les patins ? Le trou pour l’écrou est en bas ou en haut une fois la pièce montée ?

    Merci d’avance pour vos réponses.
    Cordialement

    1. Bonjour,

      Je suis en tige lisse de 8mm.

      C’est normal que ça soit serré au niveau de la tige, par contre, si ça à du mal à coulisser faites des allers/retours à la main à vide pour que ça aille mieux après.
      Il ne faut pas que les patins soient libre ( sinon on aurait un souci au niveau des pas du Z, faut transformer la rotation en mouvement de translation )

      Normalement, c’est la face lisse qui était contre le bed lors de l’impression qui vient au contact des X-End et motor histoire que ça puisse glisser l’un par rapport a l’autre ( donc écrou en bas ) …

      1. Merci beaucoup pour votre réponse 🙂
        Je vais tester tout ça ce weekend.

        Sur une de vos photos ou l’on voit l’imprimante au complet, je vois qu’il n’y a rien qui retient la tige filetée en haut de l’axe z.
        Je sais que certains modifient les pièces « Z axis top » pour mettre un roulement, histoire que la tige filetée soit le mieux maintenu possible.
        Qu’est ce que vous en pensez ?
        Est ce que ça peut être complémentaire avec votre système ?

        1. Bonsoir,

          C’est normal, il ne faut pas que les tiges filetés soient fixées à l’opposé des moteurs. Sinon ça crée des surcontraintes.
          C’est peut être contre intuitif, mais si vous avez des pb de wobble, fixer le haut de vos tige filetés ne va pas régler votre problème. Au contraire.

          Regardez sur Twitter notre ami @carmelo42 il avait des tiges fixées en haut et du wobble. Il n’a plus ni l’un ni l’autre. 🙂 ( je suis sur l’iPad j’arrive pas a mettre de lien :/ )

  2. Yo winch !
    Moi j’avais un autre question c’est que si les tiges lisses ne sont pas hyper parallèles, comme ce le serait pour les tiges filetées, ceci ne servirait pas à grand chose ?
    Et concernant le tendeur de courroie, il focntionne avec quoi ? Le roulement de base ? Avec quelle vis ? M3 M4 ?

    Merci!

    1. Salut Thibextra.
      Bah si les tiges lisses ne sont pas //, rends les // ! Je ne suis pas magicien ni mécanicien d’ailleurs. Mais vouloir printer sans tigres filetés droites ni tiges lisses //, je sais pas faire…

      Pour le tendeur de courroie c’est du m4 de mémoire ( look sur thingi pour voir si dans un élan de génie javais pas mis le listing du matos) et ça fonctionne avec le roulement de base ( qui fait un peu moins que la largeur de la gt2, mais je print comme ça depuis septembre sans soucis. Je crois que Gills a mis 2 roulements côte à cote)

      1. Non justement j’avais été regarder et j’avais pas vu ce que tu avais mis. Tu crois que c’est du M4 assez long, genre 30mm ? Ou 20 sont suffisants ?

      2. Et n’y a t il pas un risque du fait que la tige filetée « nage » dans son toru, en reposant sur la « palette » que l’axe se décale pendant le print ?

        1. J’ai pas compris :/ chope @carmelo42 sur irc ou Twitter, il a posté une vidéo ou la tige fileté gigote énormément et pourtant tu verrais les prints qu’il fait depuis qu’on s’est occupé de lui sur le chan.

  3. En relisant ton article y a un point que je saisi pas. Tu dis que les xend et motor ne sont aps à l’envers… Mais la face imprimée contre le bed se retrouve vers le haut non ?

    Et donc même avec ce système j’ai toujours un problème de wobble, plus léger néanmoins… Toutes les courroires sont tendues comme des strings, je sais plus trop quoi faire là 🙁

    1. Les X-Ends et X-Motors sont à imprimer comme il sont en illustrations sur thingigiverse, mais a monter dans l’autre sens

      Pour les défauts qu’il te reste, je parie sur une hotend qui flotte un peu dans son logement de l’extru

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