De nos jours, beaucoup de gens parlent d’impression 3D et des nombreuses choses qu’elle peut produire. Même le président en parle lors de son discours sur l'état de son syndicat. S'il est vrai que certaines technologies de l'impression 3D sont nouvelles dans les modèles haut de gamme, la plupart des imprimantes 3D peuvent être construites à l'aide des technologies existantes existantes depuis des décennies. Par exemple, la plupart des imprimantes 3D utilisent des moteurs pas à pas, bien que la technologie micropas permettant une résolution plus fine soit relativement nouvelle (peut-être). Le microcontrôleur utilisé dans de nombreuses imprimantes 3D est basé sur la famille AVR des cartes Arduino. Alors que le firmware open source tel que Marlin a été développé sur la base du GRBL pour les machines CNC. Le mot "extrudeuse" n'est certainement pas nouveau pour ces étudiants en génie chimique. Par conséquent, on peut en apprendre beaucoup sur l’impression 3D à partir d’anciennes technologies trouvées dans l’électronique recyclée. Ici, je voudrais partager avec vous mes efforts pour construire une imprimante 3D simple et bon marché. L’objectif n’est pas de construire une imprimante super 3D pour concurrencer les modèles commerciaux, mais plutôt d’apprendre comment cela fonctionne et de s’amuser avec elle.

Provisions:

Étape 1: Création de l'axe X à l'aide d'un ensemble tête d'impression et d'un moteur pas à pas

Une imprimante 3D simple a trois axes, X, Y, Z, chacun contrôlé par un moteur pas à pas, plus l'extrudeuse contrôlée par un moteur pas à pas supplémentaire. Chaque dimension est réalisée avec des actionneurs linéaires de différentes conceptions. Ici, j'ai créé l'axe x en utilisant une tête d'impression HP Inkjet recyclée, qui se compose d'un moteur, d'une courroie crantée, du porte-cartouche et du bras en métal. Malheureusement, les moteurs modernes utilisés dans les imprimantes à jet d'encre sont principalement des moteurs à 2 fils (avec bandes optiques pour le positionnement) au lieu des moteurs pas à pas à 4 fils nécessaires pour les imprimantes 3D. Par conséquent, je devais trouver un moteur pas à pas de taille similaire. Celui que j'ai trouvé dans ma boîte à lettres venait probablement d'une vieille disquette. J'ai eu deux problèmes à résoudre avec ce moteur pas à pas. Premièrement, ce stepper est un stepper unipolaire à cinq fils, ce qui est différent du stepper bipolaire à 4 fils nécessaire pour l’imprimante 3D. Cependant, j’ai eu la chance que le câblage soit accessible sur le boîtier du stepper et j’ai simplement déconnecté la borne commune, ce qui en fait un stepper à 6 fils. En ignorant les deux terminaux du milieu, je l’ai effectivement converti en un stepper bipolaire à 4 fils. Notez que les anciennes unités de disque utilisaient probablement des tensions élevées. La résistance est d’environ 160ohm pour le câblage, donc je suppose que l’utilisation d’une batterie 12V est acceptable et c’est ce que j’ai utilisé.

L’autre problème était que le stepper n’avait pas de roue dentée, c’est pourquoi j’ai dû en trouver un de l’imprimante HP qui convient parfaitement et j’ai eu la chance de le trouver. Regardez la vidéo suivante pour avoir une idée de son fonctionnement.

Étape 2: Testez l'axe X à l'aide de Arduino Thingy simple

Une fois les modifications matérielles apportées, je souhaitais le tester en déplaçant la tête d’imprimante dans les deux sens. J'ai choisi d'utiliser une petite puce Attiny2313 qui se trouve autour et le pont en H L293D qui peut gérer 600 mA et jusqu'à 36V. Il est conceptuellement simple de tourner un stepper à 4 fils. Vous allumez simplement chaque fil en séquence. Cependant, ma première tentative n’a pas été facile car le L293D a été placé à l’arrière sur la planche à pain. Je suis heureux que cela n'ait pas été endommagé par l'abus. J'ai utilisé le logiciel Arduino et USBtinyISP pour programmer l'Attiny2313 et maintenant tout fonctionne correctement, comme indiqué dans la vidéo.

Les prochaines étapes sont:

-Construire les axes Y et Z

-Construire une extrudeuse

-Obtenir un microcontrôleur approprié (je peux d’abord le tester avec GRBL sur Atmega328), puis essayer la carte Mega avec Ramp1.4 et Marlin, etc.

-Calibrer l'imprimante 3D

-Imprimez quelque chose et amusez-vous.

Étape 3: Une seconde réflexion sur le Vs à 2 fils Moteurs pas à pas

Lorsque j'ai vu pour la première fois le moteur à 2 fils dans l'imprimante à jet d'encre, j'ai été un peu dérouté parce que je m'attendais à voir un stepper. J'ai remplacé le moteur à 2 fils par un moteur pas à pas, car c'est ce que tout le monde utilise pour les imprimantes 3D. Eh bien, il s’avère qu’il existe de bonnes raisons pour lesquelles un moteur à 2 fils est utilisé dans les imprimantes à jet d’encre. D'une part, il utilise des bandes d'encerclement optiques pour un positionnement précis et avec une résolution très fine. En comparaison, le moteur pas à pas est fondamentalement un système à boucle ouverte, ce qui signifie que vous lui dites de faire x nombre de tours et que vous espérez qu'il le fera en conséquence et qu'aucun retour d'informations ne sera nécessaire. Hier, j'ai lu un peu plus sur ce problème et en fait, il y a une discussion sur les problèmes de boucle ouverte contre boucle pour les imprimantes 3D. Ce que je soupçonne, c'est que, bien que les imprimantes 3D soient populaires pour les imprimantes 3D, ce n'est pas la seule solution, ni la meilleure solution à cet égard. Cependant, comme les encodeurs optiques sont un peu plus complexes que les moteurs pas à pas (qu’ils soient vrais ou non), restons-en avec les steppers pour le moment. Plus tard, je pourrai revenir au moteur à 2 fils d'origine avec l'enregistreur optique une fois que j'aurai une poignée sur le contrôleur de moteur et un retour. Donc, ne jetez pas encore le moteur à 2 fils et la bande optique.