Impression 3D

D’une révolution nous passons aux évolutions, l’imprimante 3D est en passe de transformer notre quotidien en se démocratisant avec des modèles de plus en plus performants et simples d’usage.

L’impression 3D est une formidable aventure que nous vous proposons de partager au travers de ce forum.
Forum spécialisé BQ Witbox, Hephestos , Witbox 2, Hephestos 2, Witbox Go!

Préchauffage et ventilation Witbox (réalisation)

Les améliorations de vos imprimantes

Retour vers Améliorations

par Jacques » Dim Sep 20, 2015 9:25 am

Le sujet initial se trouve ici http://premium-forum.fr/viewtopic.php?f=9&t=723


Ce sujet est en principe complet pour un montage relativement simple. Le kit est dispo sur commande via le magasin.

Un petit sujet pour vous faire part d'un idée que je vais creuser dans les jours à venir.

L'idée est d'utiliser la fonction plateau chauffant pour faire monter la température dans la Witbox avant de commencer l'impression.
Le principe est de connecter sur le bornier du plateau chauffant un groupe radiateur, ventilateur, résistance chauffante. La sonde sera placée au niveau du plateau.
La Witbox sera configurée pour supporter le plateau chauffant et le G-code sera créé pour une température de 25°.

Afin de préchauffer l'intérieur rapidement, la ventilation externe sera régulée pour se déclencher à partir de 28° avec une vitesse proportionnelle à la température interne (moins de bruit)

Au lancement de l'impression, si la température ambiante est trop basse, le réchauffeur va s'activer et produire de l'air chaud pulsé par le ventilateur. Au panneau nous pourrons voir la température monter pour atteindre 25°. Ensuite l'impression sera démarrée.

A la fin de l'impression, le G-code va arrêter le réchauffage, la température interne va baisser et les ventilateurs externes s'arrêter s'il ne fait pas trop chaud. Ce système pourra être couplé à la carte arrêt automatique de ventilation pour ne plus faire aucun bruit à la fin de l'impression.

L'idée est d'avoir une température interne entre 25 et 28° idéale pour imprimer. Le bonus c'est de gagner du bruit en régulant la ventilation interne de la Witbox au strict minimum.
Par une température externe de 20°, ces ventilateurs ne devraient tourner qu'à une vitesse très lente ou pas du tout.

Le coût total de cette modification sera très bas en utilisant du matériel générique. Module régulateur pour ventilation PC, radiateur.ventilateur de CPU, cartouche chauffante de buse et électronique présente sur la ramps.
Avatar de l’utilisateur
Jacques
Site Admin
 
Message(s) : 3525
Inscrit le : Jeu Oct 23, 2014 3:02 pm
Localisation : Gonesse (95)
Imprimante 3D: Witbox et Hephestos

par Jacques » Mer Sep 23, 2015 6:05 pm

Je reviens sur mon projet
J'ai donc lancé des tests en grandeur nature dans l'imprimante.
La courbe des températures est ci-dessous

Courbe temperature Witbox.JPG


On remarque plusieurs choses :
Avec le réchauffeur 36W la température monte de 1,6° en 10 minutes. En ajoutant la chauffe de la buse ca passe à 3,2° en 10 minutes.
Sur la courbe en violet un ventilateur est en action ainsi que la buse, la température décroit quand même jusqu'à tendre avec celle ambiante.
On peut donc en déduire qu'avec un seul ventilateur, si la température externe est basse, la température interne sera très proche de celle ambiante en impression.
La régulation de la ventilation devient alors le principal problème à régler car rien qu'avec la buse en chauffe la température interne va monter de 1,6° en 10 minutes. Sans rien faire il est donc possible d'atteindre 28° en 30 minutes à condition de n'avoir pas de ventilation.
Avatar de l’utilisateur
Jacques
Site Admin
 
Message(s) : 3525
Inscrit le : Jeu Oct 23, 2014 3:02 pm
Localisation : Gonesse (95)
Imprimante 3D: Witbox et Hephestos

par Jacques » Jeu Sep 24, 2015 7:00 am

Pour le moment je test le principe, il va de soit que si le réchauffeur est plus puissant le temps d'attente sera moins long avant de lancer la première impression.
Mon système supportera facilement 70/80W + la buse soit 110W.
Avec cette puissance, ca devrai grimper de 5° en 10 minutes.
En fait si la température ambiante est de 16° elle devrait passer à 21, ce qui est suffisant pour commencer à imprimer. Tout dépendra alors du G-code, si la demande est de 25° il faudra patienter encore quelques minutes.
Il faudra alors ajouter un signal sonore avant de commencer à imprimer afin d'éventuellement contrôler le début d'impression.
Un commutateur pourra aussi permettre de démarrer sans attendre les 25°.
Bien entendu le réchauffeur fonctionnera si besoin est lors de l'impression mais l'entretien de la température interne sera faite principalement par la buse car en dessous de 28° la ventilation ne fonctionnera pas, la température va donc monter. A 28° les ventilateurs vont commencer à tourner lentement pour baisser la température en dessous de 28.
Si à l'extérieur il fait très froid la buse ne sera pas suffisante pour élever la température, ce sera alors le réchauffeur qui aidera à la stabiliser à 25°
Si la température externe est très chaude par exemple 28°, il n'y aura pas de temps de préchauffage et les ventilateurs tourneront lentement dès le début de l'impression en faisant très peu de bruit, en fait juste ce qu'il faut pour limiter l'évolution de température.
Dans l'idée, la température interne devra rester entre 25 et 28° en mettant juste la puissance qu'il faut et non créer un courant d'air énorme d'un coté et chauffer avec un radiateur puissant de l'autre sans savoir quel est la température interne.
Avatar de l’utilisateur
Jacques
Site Admin
 
Message(s) : 3525
Inscrit le : Jeu Oct 23, 2014 3:02 pm
Localisation : Gonesse (95)
Imprimante 3D: Witbox et Hephestos

par Jacques » Sam Oct 10, 2015 10:32 am

Le test a été fait dans l'atelier qui n'est pas encore chauffé et qui est en ce moment entre 22 et 24°.
En fait je remarque que sans ventilation la température monte rapidement et les ventilateurs sont indispensables pour évacuer les calories.
J'imagine qu'à 16° ils ne tourneront pas souvent mais la température interne montera facilement à plus de 25° rien qu'avec la buse.
Le matin il faudra peut être attendre 15 à 20 minutes avant la première impression sachant que je ferais un système manuel pour passer outre ce temps d'attente :!! .

La température va baisser dans les prochains jours, je ferais des tests avec des courbes de température pour se rendre compte de l'efficacité du système.

Au final je pense mettre l'électronique au dessus du ventilateur qui sera lui-même mis verticalement (ventilateur vertical pour éviter que du PLA ne tombe sur les pales)
Ca ne fera qu'un bloc avec des fils qui iront dans le boitier electronique et un tube qui montera les fils des sondes au niveau du plateau (sonde Arduino du plateau chauffant et sonde de la ventilation)
Avatar de l’utilisateur
Jacques
Site Admin
 
Message(s) : 3525
Inscrit le : Jeu Oct 23, 2014 3:02 pm
Localisation : Gonesse (95)
Imprimante 3D: Witbox et Hephestos

par Jacques » Lun Oct 12, 2015 10:37 pm

2ième essai

Sondes positionnées au niveau des ventilateurs pour mesurer la température de l'air extrait et non celle des carters.
Préchauffage à partir de 23°, attente environ 5 minutes et l'impression commence.
29° les ventilateurs se mettent en marche à 40% sans aucun bruit supplémentaire audible.
La température baisse lentement de 0,2°, les ventilateurs s'arrêtent et reprennent quand la température remonte de 0,2°
Le rythme est d'environ 30 secondes entre deux marches des ventilateurs.
Sur l'enregistreur externe la température est un peu différente je note des variations entre 29,80 et 29,95°.
Sur 3h00 d'impression la température est restée parfaitement stable et la ventilation n'a pas dépassée 40% de régime. En fait la ventilation commence à 20% mais les ventilateurs ne tournent pas du tout à cette puissance trop faible il faut donc attendre le second palier de 40%. C'est du reste pour cette raison que la variation autour de la consigne est de +/-0,1°. Bon, je ne vais pas me mettre la rate au court-bouillon :-??

A l'ouverture de la porte une ambiance chaude inhabituelle règne à l'intérieur de la machine. En gros elle fonctionne comme s'il faisait 30° dans la pièce.
Le réchauffeur n'aura fonctionné qu'à la première impression, la chaleur emmagasinée ne descend que très lentement du fait qu'il n'y a pas de ventilation à l'arrêt.

Bruit : en gros elle fait moins de bruit qu'une Hephestos grâce aux carters. On entend tout de même les moteurs et les ventilateurs de la tête.
Mesures : Impression en pause 57 contre 66DB, 9DB sépare une Witbox d'origine et celle modifiée. Pour les non spécialistes, ca veut dire que 8 witbox modifiées feront le même bruit qu'une non modifiée !

L'enfant se présente bien... :ugeek:
Avatar de l’utilisateur
Jacques
Site Admin
 
Message(s) : 3525
Inscrit le : Jeu Oct 23, 2014 3:02 pm
Localisation : Gonesse (95)
Imprimante 3D: Witbox et Hephestos

par Jacques » Mar Oct 13, 2015 7:56 pm

Deux essais avec et sans régulation
Les courbes de température interne
Regulation temp Witbox.JPG


La courbe rouge est avec préchauffeur et régulation de ventilation (deux impressions en chaine env. 2h30
Sur cette courbe l'impression commence à 25/26° (10/15 minutes d'attente)et la température finale se stabilise à un peu moins de 30°

La courbe verte est le fonctionnement traditionnel sur une impression de 2h. le début d'impression s'est fait à environ 22°.
on remarque à la fin de l'impression la chute brutale de la température due à la ventilation de l'imprimante. 1H après la fin de l'impression la température est pratiquement celle de la pièce.
La courbe rouge montre qu'après 1h30 l'imprimante est toujours à 25°
Avatar de l’utilisateur
Jacques
Site Admin
 
Message(s) : 3525
Inscrit le : Jeu Oct 23, 2014 3:02 pm
Localisation : Gonesse (95)
Imprimante 3D: Witbox et Hephestos

par Jacques » Jeu Oct 15, 2015 3:37 pm

Si je monte de 5° en 17 minutes, il faudra au moins 34 minutes pour monter de 10° (passer de 10 à 20°)
Une solution pour gagner un peu de temps serait de mettre un isolant au-dessus de l'imprimante.
Mais bon 10° ce n'est pas le cas typique pour travailler :-ss

Bon encore un petit graphe pour le fun

Regulation temp Witbox2.JPG
Avatar de l’utilisateur
Jacques
Site Admin
 
Message(s) : 3525
Inscrit le : Jeu Oct 23, 2014 3:02 pm
Localisation : Gonesse (95)
Imprimante 3D: Witbox et Hephestos

par Jacques » Mer Oct 21, 2015 11:34 am

Pour passer le temps

Cpapot afficheur2.JPG

Cpapot afficheur.JPG
Avatar de l’utilisateur
Jacques
Site Admin
 
Message(s) : 3525
Inscrit le : Jeu Oct 23, 2014 3:02 pm
Localisation : Gonesse (95)
Imprimante 3D: Witbox et Hephestos

par Jacques » Mer Oct 21, 2015 11:53 am

Et la version imprimée du proto

photo.JPG
photo.JPG (89.1 Kio) Consulté 2807 fois

photo2.JPG
photo2.JPG (106.17 Kio) Consulté 2807 fois
Avatar de l’utilisateur
Jacques
Site Admin
 
Message(s) : 3525
Inscrit le : Jeu Oct 23, 2014 3:02 pm
Localisation : Gonesse (95)
Imprimante 3D: Witbox et Hephestos

par Jacques » Sam Nov 07, 2015 9:58 am

Ca avance !

Le montage dans notre Witbox est presque terminé.
J'ai ajouté un bouton de désactivation du préchauffage, un simple clic et l'impression se lance sans attendre les 25°
Une led pour informer de l'état de préchauffe.
Un controle de la température du préchauffeur, un contrôle de la température de l'électronique RAMPS et un dernier pour la température externe.
Le but est en cas de défaut de le signaler à l'utilisateur par un buzzer
Temps max interne Witbox : 35° (problème de ventilation interne/externe)
Temps max du préchauffeur, 50° (problème de ventilation du préchauffeur)
Temps max Ramps : 40° (un problème de ventilation de l'électronique est à craindre)
Temps max externe : 34° (le système de régulation ne pourra plus baisser la température interne)

Rien de très compliqué mais ca fait beaucoup de fils et rien ne doit se voir ~x(

J'ai pris quelques photos, je dois encore finaliser les réglages, faire les plans au propre, constituer un kit et faire un tuto :!!

Bref, encore du travail.

Pour les amateurs il faudra compter une bonne journée entre les impressions et le montage, mais après ce ne sera que du bonheur, plus de bruit, plus d'impression qui se décroche, le paradis quoi !
Avatar de l’utilisateur
Jacques
Site Admin
 
Message(s) : 3525
Inscrit le : Jeu Oct 23, 2014 3:02 pm
Localisation : Gonesse (95)
Imprimante 3D: Witbox et Hephestos

par Jacques » Lun Nov 09, 2015 6:27 pm

Le travail est terminé, reste plus qu'à faire les schémas, le tuto, constituer le kit... ~x(

DSC00596 (1024x768).jpg

DSC00624 (1024x768).jpg

L'électronisue reste démontable grâce aux nombreux connecteurs, le montage se trouvera d'autant plus simple.

DSC00627 (1024x768).jpg

Remarquez le liège qui recouvre l'arrière du ventilateur ainsi que le haut et le bas.
Le carter du réchaufeur comprend l'espace requis pour le liège qui va tenir avec un peu de colle le temps de la mise en place de l'ensemble.
La petite vis noire en bas au centre du radiateur est celle qui fixe l'ensemble au châssis.
Procédez au percement du châssis avec un foret de 4,5mm, reportez le trou sur le radiateur et percez votre radiateur avec un foret de 3,2mm puis taraudez pour une vis de 4 mm.
L'autre solution est d'utiliser une vis métal auto foreuse. Dans ce cas le pré perçage est à ajuster en fonction de la vis.

DSC00633 (1024x768).jpg

DSC00635 (1024x768).jpg

DSC00630.JPG


Le voyant rouge en haut indique la préchauffe
En dessous, le bouton vert sert à passer outre l'attente de la monté en température
Bouton S pour sélectionner le canal de mesure
+ / - pour régler les consignes
1er digit = canal (1 température interne, 2 temp du réchauffeur, 3 temp de la RAMPS, Temp externe)
2-3 = température interne (23°)
4-5 = taux de ventilation (0%)
Avatar de l’utilisateur
Jacques
Site Admin
 
Message(s) : 3525
Inscrit le : Jeu Oct 23, 2014 3:02 pm
Localisation : Gonesse (95)
Imprimante 3D: Witbox et Hephestos

par Jacques » Dim Nov 15, 2015 11:07 am

Principe de fonctionnement
Il se constitue de deux principales parties indépendantes mais complémentaires :
- Le réchauffeur qui n'est autre que l'exploitation de l'électronique du plateau chauffant.
- La régulation des ventilateurs indispensable pour pouvoir monter rapidement la température interne et par la même occasion baisser le bruit de l'imprimante.

Le réchauffeur :
Un ventirad de PC est équipé de deux cartouches de chauffe 36W et d'un ventilateur, le tout est commandé par la ramps en D8 et +, connexion du plateau chauffant.
La sonde du plateau est montée dans une goulotte qui la positionne au niveau du ventilateur gauche de l'imprimante et se branche sur la ramps en lieu et place de la sonde du plateau.
Le G-code devra contenir la commande du plateau chauffant à 25° pour que le réchauffage puisse se faire avant de commencer l'impression.
Un G-code spécifique pourra être utilisé rien que pour le préchauffage si vous ne voulez pas modifier vos G-codes habituels, il faudra alors le lancer avant de lancer l'impression en elle même. Ce g-code de préchauffage pourra aussi servir à vérifier le 0 en début de journée en imprimant aux 4 coins de simples motifs de test.
Une fois chaude la buse seule entretiendra la température de l'imprimante qui n'est plus ventilée en dessous de 29°.
Dans le principe, le réchauffeur ne fonctionnera que si la température est trop basse, c'est à dire le matin en début d'impression.
Un poussoir permettra de ne pas attendre le préchauffage et de démarrer l'impression immédiatement. Ce poussoir augmentera la température mesurée artificiellement (résistance) afin de dépasser les 25° et poursuivre l'impression tout en continuant de préchauffer l'imprimante.
Une led rouge indiquera le fonctionnement du préchauffage.

La régulation de ventilation :
Afin de rendre efficace le préchauffage, un régulateur de ventilation sera mis en place avec comme fonction première de réguler les deux ventilateurs en fonction de la température interne.
Ce régulateur d'origine PC permet possède 4 voies de mesure de température et 4 commandes de ventilateurs.
Le canal 1 sera alloué à la mesure de la température interne et la régulation des ventilateurs de refroidissement. Sa sonde est positionnée au même endroit que celle du plateau chauffant afin de mesurer la même température. Ses consignes seront fixées à 28° pour le début de ventilation à 20% et 32° pour un fonctionnement à 100°.
Le canal 2 mesurera la température du réchauffeur de façon à prévenir l'utilisateur par un signal sonore et visuel d'un défaut de fonctionnement s'il dépassait une température normale soit 50° (ventilateur en panne par exemple). La sonde sera noyée dans le bloc radiateur du réchauffeur.
Le canal 3 indiquera la température au niveau de l'électronique Witbox afin de prévenir d'un défaut de ventilation de l'électronique (50°). La sonde sera positionnée au niveau des pololu.
Le canal 4 indiquera la température externe. Sonde positionnée à l'arrière de la Witbox et fixée par exemple à 35°, elle pourra avertir l'utilisateur d'une température trop importante pour un fonctionnement normal de l'imprimante.
Les sondes 2,3,4 sont optionnelles car elles ne fournissent que des informations à l'utilisateur.

Le bruit de ventilation
Le système de régulation permettra un fonctionnement de la Witbox relativement silencieux jusqu'à une température externe de 28 à 30°. Dans une ambiance normale de 24°, ceux-ci ne tourneront qu'à vitesse lente et de manière discontinue. Selon mes mesures le gain en bruit est de 9Db, ce qui est considérable.

Le câblage est relativement important par le nombre de fils, mais reste discret et facile à réaliser. Le kit est en vente sur la boutique, il comprend le pré câblage et l'ensemble des éléments actifs avec des connecteurs. Il vous faudra imprimer les pièces et assembler l'ensemble. Le temps de montage peut être estimé à 3 heures.

Pour le firmware, il suffira juste de déclarer le plateau chauffant dans le fichier configuration.h et d'écrire le nouveau firmware dans la Witbox.

Ce système pourra être adapté sur toutes les imprimantes supportant un plateau chauffant.
Avatar de l’utilisateur
Jacques
Site Admin
 
Message(s) : 3525
Inscrit le : Jeu Oct 23, 2014 3:02 pm
Localisation : Gonesse (95)
Imprimante 3D: Witbox et Hephestos

par Jacques » Dim Nov 22, 2015 5:56 pm

Les pièces à imprimer
C'est en ligne http://www.thingiverse.com/thing:1149022
Avatar de l’utilisateur
Jacques
Site Admin
 
Message(s) : 3525
Inscrit le : Jeu Oct 23, 2014 3:02 pm
Localisation : Gonesse (95)
Imprimante 3D: Witbox et Hephestos

par Jacques » Lun Nov 23, 2015 4:18 pm

Les plans de câblage
CapturePlans1.JPG

CapturePlans2.JPG
CapturePlans2.JPG (71.6 Kio) Consulté 2697 fois


Plan de Câblage RéchauffeurLR.pdf
(58.66 Kio) Téléchargé 68 fois
Avatar de l’utilisateur
Jacques
Site Admin
 
Message(s) : 3525
Inscrit le : Jeu Oct 23, 2014 3:02 pm
Localisation : Gonesse (95)
Imprimante 3D: Witbox et Hephestos

par Jacques » Mar Nov 24, 2015 1:07 pm

Test d'impression à 14°
Nous avons mis l'imprimante dans l'entrepôt pour la nuit afin de réaliser ce petit test.
Ce matin la température externe était de 14°
Pas de réglage du 0 ni de laque car il en restait de la précédente impression

Mise en route et préchauffe durant 34 minutes pour passer de 14 à 25°
les plexis sont tièdes au toucher, l'impression d'un cube commence pour 13 minutes.
La température interne se maintien à 25° à l'aide de la buse et un peu du réchauffeur lors de l'impression. Par contre pas de ventilation, pas de bruit non plus :)

L'opération en images
photo2.JPG
La mesure externe est un peu faussée car c'est le châssis chaud qui est visé (point rouge)
photo2.JPG (88.52 Kio) Consulté 2691 fois

On est à 23/25° et le plexi externe est à 15,8° pour 14° externe en réalité. On est à 29 minutes depuis le début du préchauffage.

photo3.JPG
La base du cube, un peu basse mais bien accrochée
Avatar de l’utilisateur
Jacques
Site Admin
 
Message(s) : 3525
Inscrit le : Jeu Oct 23, 2014 3:02 pm
Localisation : Gonesse (95)
Imprimante 3D: Witbox et Hephestos

Suivant

Retour vers Améliorations