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Modélisme/Imprimantes 3D/Hardware/Wanhao Duplicator I3 Plus

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Introduction

Whanhao Duplicator I3 Plus

Je n'ai jamais été trop convaincu par les imprimantes 3D, car les matériaux sont fragiles, plus que ceux que nous usinons sur un CNC. Toutefois, la popularisation de ces imprimantes fait avancer rapidement le marché, et nous commençons à voir apparaître des matériaux spécialement pensés pour l'usage. Autre argument dans mon choix, on commence à trouver des fournisseurs sur notre île de Robinson qu'est la Suisse, avec des prix très intéressants. Il n'est plus nécessaire de commander en Chine, les prix ici sont dorénavant meilleurs.

Mon cahier des charges est le suivant:

  • impression de pièces mécaniques, boîtiers, qui durent
  • pièces pour l'extérieur, ex. station météo
  • pièces pour de fortes contraintes (fixations, engrenages)
  • machine facile à monter à dépanner
  • popularité de la machine, afin d'avoir un support communautaire
  • ne pas devoir me prendre la tête sur des réglages ou pièces défectueuses

Mes recherches m'ont mené à deux conclusions:

  • très peu de machines supportent officiellement des filaments exotiques (du moins officiellement) - encore une proportion non négligeable n'ont pas le plateau chauffant d'origine
  • la majorité des produits sont soit appréciés, soit détestés - généralement à cause du manque de support, d'absence de réponses ou de pièces de rechange (avec ma chance habituelle, je ne vais même pas prendre le risque)

Des sites populaires comme DX, Banggood, HobbyKing, vendent tous des imprimantes 3D, mais il n'y a presque aucun commentaires - on trouve 300 commentaires pour une ampoule LED, et rien pour une imprimante 3D ? Où est le problème ? Cela ne m'inspire aucune confiance (surtout sur des sites comme HK qui affiche 5 étoiles alors que j'en avais sélectionné qu'une seule)

Le manque de support est le point le plus regrettable. Cela peut empêcher l'utilisation de la machine, c'est déplorable. Heureusement, l'univers de l'imprimante 3D ne se limite pas à cette négligence. Les communautés sont très présentes, et des sites tels que Thingiverse démontrent que les gens aiment partager leur connaissances et leur travail.

Pour une première imprimante, mon choix s'est porté sur le WANHAO Duplicator I3 Plus, un modèle chinois inspiré de la célèbre Prusa i3, achetée chez 3D Druckerzentrum. En plus d'être populaire et d'avoir une communauté sur Facebook, les pièces sont faciles à trouver en cas de panne.

Comparée à la I3, la version Plus a quelques avantages non négligeables

  • écran tactile dans la base, d'excellente qualité
  • carte SD normale (essayez de déplacer une micro SD 10x par jour, vous allez très vite comprendre de quoi je parle)

Risques d'incendie

Toutes les imprimantes 3D peuvent prendre feu, comme tout appareil électrique. Le but n'est pas de diaboliser cette imprimante en particulier, mais de prendre conscience des éléments dangereux.

Vous devez impérativement prendre ces problèmes très au sérieux, les risques d'incendie sont réels. Allez sur cette page si vous ne me croyez pas: https://3dprinterchat.com/2016/03/3d-printers-are-catching-fire-literally/.

De plus, ce n'est pas courant, l'imprimante fonctionne en 24V - rappelez-le vous lorsque vous changer un ventilateur ou un corps de chauffe !!!. Là aussi il y a des risques d'incendie !

Points importants à contrôler / réparer

  • isoler les ressorts du plateau
  • protéger les fils vers le bloc de chauffe
  • contrôler le thermistor du bloc de chauffe

plateau

Le premier risque provient d'une erreur de conception reconnue par Wanhao (annoncée courant septembre 2016), pour la plupart de leurs modèles. Les vis de réglage de niveau du plateau chauffant peuvent en de rares occasions abîmer la piste chauffante extérieure et créer un court-circuit. Cela peut mener au désastre. Wanhao demande aux clients de ne plus utiliser leur imprimante jusqu'à ce qu'ils fournissent des rondelles isolantes (selon un courier retranscrit pas un utilisateur américain sur Facebook [1]). Dans mon cas, mon vendeur (3D Druckerzentrum) m'a envoyé un courier m'informant de ce problème avec des rondelles en papier cartonné, en attendant de recevoir celles de Wanhao.

Réf. Hackaday
Réf. Hackaday
Réf. Hackaday
solution temporaire de Wanhao
]

bloc de chauffe

Un autre problème peut apparaître lorsqu'on démonte la buse. En principe, on commence par démonter le ventilateur, ce qui a pour conséquence de tirer sur son fil d'alimentation et de le rapprocher dangereusement du corps de chauffe. Moins dangereux que le problème précédent, il est toutefois préférable d'éviter cette erreur d'inattention lors de cette manipulation en utilisant simplement avec des attaches.

câble trop proche
câble sécurisé
ce qui arrive lorsqu'on ne fait pas attention
Wanhao fan cable 4.jpg

thermistor du bloc de chauffe

Ce contrôle affecte toutes les imprimantes 3D, par la Wanhao en particulier. Il peut arriver que le thermistor sorte de son logement dans le bloc de chauffe, ce qui implique forcément une surchauffe et un risque d'incendie.

Voici ce qui s'est passé sur mon imprimante Anet A6. L'impression est devenue irrégulière, de mauvaise qualité, et les graphiques de température ont soudainement commencé à faire des sauts de plusieurs dizaines de degrés. Après démontage de la tête d'impression, l'explication est apparue d'elle-même.

le thermistor n'est pas fixé dans le bloc
et la vis ? pourquoi n'était-elle pas là ?

Le thermistor plaquait contre la façade du bloc de chauffe, et s'en écartait selon la tension du câble. Après avoir inséré le thermistor dans le trou prévu à cet effet, puis mis une vis pour le sécuriser, le problème a complètement disparu.

Ventilateurs

Ah ... les ventilateurs chinois ... ça finit toujours par grincer, couiner, racler très rauque pendant parfois plusieurs minutes au démarrage, bref faire des bruits hautement agaçants.

Il ne faut pas oublier que cette imprimante est alimentée en 24V, ce qui pose bien des problèmes pour trouver des ventilateurs adaptés.

Pour l'alimentation et le bloc de chauffe, mon choix s'est porté sur des ventilateurs Noctua NF-A4x10 FLX, incroyablement silencieux. C'est cher, mais c'est le prix à payer pour du haut de gamme. Attention: ces ventilateurs ne sont pas disponibles en 24V, et il faudra y mettre un régulateur de tension pour descendre à 12V !!!

Côté buse, un régulateur n'est pas envisageable, sans quoi on ne pourrait plus régler la vitesse. Mon choix s'est porté sur conduit de type « Cobra » (voir ci-dessous), avec un ventilateur radial (ex. eBay). Ce dernier est tout aussi bruyant et peu fiable qu'un axial, mais il est tellement puissant que je peux le faire tourner à 50% de son régime, ce qui devient supportable. A savoir que « ultra-quiet » pour un chinois correspond à 25 dB + les couinements. C'est comme pour les sous-vêtements, 3XL ça passe juste le mollet. Nous n'avons vraiment pas la même échelle de valeurs.

alimentation

Ce ventilateur axial est bien caché, puisqu'il est à l'intérieur de l'alimentation. L'alimentation est équipée d'un thermomètre et l'active au besoin (on/off, pas de régulation). Ce ventilateur n'est pas tout le temps en fonction, mais on l'entend bien quand il s'enclenche.

bloc de chauffe

Ce ventilateur axial, apparent, est tout le temps en fonction.

état de la machine ventilateur bruit @ 1m
éteinte - 35 dB
repos origine / chinois 50 dB
impression, avec ventilation de la buse (radial @ 75%) > 50 dB
repos Noctua NF-A4x10 36 dB
impression, avec ventilation de la buse (radial @ 75%) < 50 dB

Le bruit est des plus subjectifs, et la mesure en dB n'est pas suffisante pour indiquer si un bruit est dérangeant ou pas. En cours d'impression, un ventilateur silencieux ne fera pas grande différence sur le volume sonore, bien qu'un ventilateur bruyant est bien plus agaçant. Une fois au repos, ce bruit constant est oppressant. On ne s'en rend pas vraiment compte, jusqu'au moment de l'arrêt de la machine. Quel soulagement !

Les ventilateurs Noctua ont été largement critiqués dans les forums (pas par ceux qui ont opté pour l'installer). Trop cher (€13 chez Reichelt), pas assez puissant (4.5 CFM), etc. Alors analysons le problème sérieusement. Le but de ce ventilateur est de stabiliser les variations de température du bloc de chauffe. Avant de causer ventilateur, il serait déjà bien de passer sur le système Full Metal de MicroSwiss, et remplacer le radiateur d'origine (gros bloc en alu) qui n'est qu'approximativement en contact avec le tube de chauffe. Une fois que l'installation est correctement montée, on voit une variation de ± 1°C avec un ventilateur bruyant, et ... ± 1°C avec un ventilateur silencieux. Donc arrêtons de théoriser. Ca n'est pas parce qu'on fait plus de bruit qu'on est meilleur. D'ailleurs c'est pareil dans le forums, en avoir tant à dire quand on a pas essayé, c'est aussi du bruit qui ne rend pas meilleur.

Rappelez-vous qu'il faut un réducteur de tension (24 -> 12V).

buse

La conception de ce ventilateur est terriblement inefficace. En plus d'être monté à l'avant, obstruant toute visibilité sur la buse, on ne sent absolument pas l'air sortir, par contre côté bruit on est servi.

Plusieurs solutions ont été imaginées. Toutefois attention, il ne suffit pas d'avoir une bonne idée pour obtenir forcément une bonne solution. Certains conduits peuvent être très bruyants (bruit = aussi inefficace).

type montage exemples
axial avant
Thingiverse 2023906
Thingiverse 2487500
axial arrière
Thingiverse 2271974
radial avant
Thingiverse 1051641
Thingiverse 2770372
radial arrière
Thingiverse 2118763
Cobra (montage horizontal)
Thingiverse 1090433
Cobra (montage vertical)

Caractéristiques

volume d'impression 200 x 200 x 180 mm
extrudeur MK10 direct
filament 1.75 mm
température de la buse 260°C (court terme), 240°C (long terme)
température du plateau
refroidissement
  • extrudeur: 40 x 10 mm
  • buse: 40 x 10 mm
  • alimentation: 40 x 10 mm
  • boîtier:
Il existe plusieurs révisions de cette imprimante. Certaines ont une alimentation à refroidissement passif, et d'autres avec un ventilateur. Dans les deux cas, ce sont des alimentations Meanwell.
épaisseur minimum de couche 0.1 mm
types de filaments tous PLA, ABS, PVA, Stainless Steel, NinjaFlex, Nylon, HIPS, Woodfill, LayBrick, CopperFILL, BronzeFILL, MOLDLAY, Conductive, Carbon Fiber, Polyurethane, etc
capteur de hauteur non
détails techniques
power supply Mwanwell LRS-200-24 l'imprimante fonctionne en 24V - rappelez-le vous lorsque vous changer un ventilateur ou un corps de chauffe !!!
mcu ATmega2560
serial bridge CH340G
stepper drivers A4988 (onboard)
bootloader oui
upgrade avrdude -p m2560 -c wiring -P /dev/ttyUSB0
screen connector FFC 1.0mm 10pins
extruder sensor 100k NTC 3950
bed sensor 100k NTC 3950
écran
  • DWIN DMT48270M043_05WT
  • DWIN DMT48270M043_02WT
dépend de la version

Installation

6 vis, quelques câbles dont les connexions sont implicites, de la rigolade ! Pas besoin d'en parler plus, c'est aussi simple que cela.

Mise en route

La mise en route est simple, du moment qu'on sait ce qu'on doit faire. Mais là il y a une farce, puisque les manuels de Wanhao ne mentionnent aucun calibrage, et le peut qu'on trouve dans les menus est erroné.

Cette vidéo sur Youtube est plus explicite que la documentation. Les points essentiels sont:

  • mettre la potence à niveau (voir la vidéo)
  • régler la hauteur du lit (bed)

La hauteur du lit pose un problème. Dans les réglages de l'imprimante, il y a une option pour cela. Cette dernière demande de caler le lit à 1mm de la buse. Résultat, le fil ne croche jamais au lit, parce qu'il est beaucoup trop haut. A la place, utiliser les fonction « home » pour mettre les axes à 0, puis laisser l'épaisseur d'une feuille de papier de 80g.

Recettes

Réglages

Potence

Avant de régler quoique ce soit, s'assurer que la potence soit bien droite. Si la buse tape le lit, il y a de fortes chances qu'un des moteurs Z ait perdu des pas et que la potence soit de travers. Certains utilisent des règles en croyant être précis (je me demande bien comment), d'autres utilisent une cale. Un téléphone fait très bien l'affaire. Une fois les moteurs débrayés, tourner manuellement les deux vis d'axe Z jusqu'à ce que la pression sur la cale soit identique.

méthode de débrayage des moteurs
autre méthode
nivellement de la potence avec une cale

Nivellement (leveling)

Ensuite on peut passer au réglage du niveau du lit. Régler l'écartement de la buse à une épaisseur de feuille de papier à chaque coin. Il faudra recommencer l'opération plusieurs fois, car chaque réglage influence les autres.

ajuster jusqu'à ce que la feuille frotte légèrement

La buse se bouche

Il ne faut pas rêver, la buse se bouche aussi facilement sur une imprimante 3D que sur un pistolet à peinture.

Il existe 2 types de blocages:

  • jam - lorsque le tube est bouché - se règle en principe avec la corde à piano en « J », livrée avec la machine - retirer le filament, laisser la buse chauffée, et presser gentiment avec la corde à piano pour pousser le bouchon
  • clog - lorsque la buse est bouchée - est plus compliqué à déboucher (on trouve des méthodes aussi diverses que contestables pour certaines sur internet) - voici celles que je retiens:
    • selon Wanhao - même méthode que le jam, en espérant que la pression débouche la buse (ne pas forcer)
    • chauffer la buse à 120 °C, puis retirer manuellement le fil - il arrive que le fil suffisamment froid permette de retirer le bouchon dans la buse
    • démonter la buse et la tremper dans de l'acétone pendant 20 minutes (cela fonctionne aussi pour du PLA) - ensuite, prendre un cure-dents en bois, le presser en le tournant depuis l'intérieur

Quelque soit la solution, le plus important est de ne pas abîmer ou élargir la buse.

L'impression ne se termine pas

L'impression s'arrête quelques commandes avant la fin. Il arrive que la buse reste sur la pièce et laisser une marque.

C'est un bug connu des firmwares 2.x de Wanhao. Pas moyen d'y échapper, il faut mettre à jour.

Freeze (alimentation USB)

Il m'est arrivé plusieurs fois que l'écran se bloque en cours d'opération (freeze).

Il y a un défaut de conception, car le mainboard est alimenté par l'imprimante, ainsi que par l'USB. Dans de rares situations, ces deux alimentations entrent en conflit.

Solution: ouvrir la gaine du câble USB, puis couper le fil rouge (+). Dorénavant, le mainboard est uniquement alimenté par l'imprimante.

Gallerie

Quelques photos

Configuration avancée

Le firmware Marlin a ses paramètres de base stockés dans l'EEPROM de l'Arduino. Ceux-ci peuvent être consultés, voire modifiés.

On peut accéder aux commandes suivantes, depuis un terminal (connexion USB) - plus d'infos: https://github.com/MarlinFirmware/Marlin/wiki/EEPROM

  • M500 - enregistre les paramètres actuels dans l'EEPROM
  • M501 - lit les paramètres de l'EEPROM (annule les modifications non enregistrées)
  • M502 - reset des paramètres, tels que définis dans le fichier Configuration.h (Arduino)
  • M503 - affiche les paramètres actuels (pas ceux de l'EEPROM)

Les paramètres définis dans Configuration.h ne sont pas tous disponibles dans l'EEPROM. Pour les autres paramètres, il sera nécessaire de recompiler le firmware. Pour plus d'infos: http://marlinfw.org/docs/development/configuration.html

« M501 »

Send: M501
Recv: echo:Stored settings retrieved
Recv: echo:Steps per unit:
Recv: echo:  M92 X81.00 Y81.00 Z400.50 E94.30
Recv: echo:Maximum feedrates (mm/s):
Recv: echo:  M203 X450.00 Y450.00 Z5.00 E25.00
Recv: echo:Maximum Acceleration (mm/s2):
Recv: echo:  M201 X3000 Y3000 Z100 E3000
Recv: echo:Acceleration: S=acceleration, T=retract acceleration
Recv: echo:  M204 S800.00 T800.00
Recv: echo:Advanced variables: S=Min feedrate (mm/s), T=Min travel feedrate (mm/s), B=minimum segment time (ms), X=maximum XY jerk (mm/s),  Z=maximum Z jerk (mm/s),  E=maximum E jerk (mm/s)
Recv: echo:  M205 S0.00 T0.00 B20000 X10.00 Z0.40 E1.00
Recv: echo:Home offset (mm):
Recv: echo:  M206 X0.00 Y0.00 Z0.00
Recv: echo:PID settings:
Recv: echo:   M301 P33.41 I1.47 D189.27

Les utilisateur d'OctoPi peuvent utiliser le plugin « EEprom Marlin Editor Plugin ». Les utilisateurs de Repieter Host ont aussi la possibilité d'éditer les valeurs de l'EEPROM.

Dans le tableau suivant, deux valeurs par défaut sont indiquées: « DI3+ », tel que la machine a été reçue - « FACTORY », après un « Factory Reset » depuis l'écran de la machine.

Variable Firmware Marlin DI3+ FACTORY Commentaire
M92 X X steps per unit 81.00 2% d'erreur sur ma machine - valeur correcte: 79.35
M92 Y Y steps per unit 81.00
M92 Z Z steps per unit 400.00
M92 E E steps per unit 94.30 102
M203 X X maximum feedrates (mm/s) 450.00
M203 Y Y maximum feedrates (mm/s) 450.00
M203 Z Z maximum feedrates (mm/s) 5.00
M203 E E maximum feedrates (mm/s) 25.00
M201 X X maximum Acceleration (mm/s2) 3000
M201 Y Y maximum Acceleration (mm/s2) 3000
M201 Z Z maximum Acceleration (mm/s2) 100
M201 E E maximum Acceleration (mm/s2) 3000
M204 S Acceleration 800.00
M204 T Retract acceleration 800.00
M205 S Min feedrate (mm/s) 0.00
M205 T Min travel feedrate (mm/s) 0.00
M205 B Minimum segment time (ms) 20000
M205 X Maximum XY jerk (mm/s) 10.00
M205 Z Maximum Z jerk (mm/s) 0.40
M205 E Maximum E jerk (mm/s) 1.00
M206 X X Home offset (mm) 0.00
M206 Y Y Home offset (mm) 0.00
M206 Z Z Home offset (mm) 0.00
M301 P PID - Proportional (Kp) 33.41
M301 I PID - Integral (Ki) 1.47
M301 D PID - Derivative (Kd) 189.27

Sous-articles

Références