L’imprimante 3D

L’imprimante 3D sert à concrétiser un objet en relief qui a été créé virtuellement afin de le produire réellement. Avant, les imprimantes 3D étaient en quelques sortes réservés aux industriels ou aux designers, elles deviennent cependant plus accessible et de plus en plus de particuliers en acquièrent.

Le plateau d’impression, qui est chauffant, bouge dans une seule et unique direction, l’extrudeur, de même mais dans l’autre direction et peut aussi monter et descendre.

Vu de l’utilisateur, l’imprimante superpose des couches de plastique fondu les unes sur les autres grâce à la tête d’impression et au plateau d’impression qui bougent indépendamment l’un de l’autre, jusqu’à obtenir la pièce finale.

https://www.youtube.com/watch?v=c_s9j0rFcCY#t=13

Problématique : Comment piloter précisément et efficacement les mouvements complexes d’un objet technique ?

1.  Les mouvements que voit l’utilisateur 

Source : LP2I

2. Chaîné d’information et chaîne d’énergie 

Source : LP2I

3. Le plateau

Le plateau est chauffant. Il y a un adhésif polyimide dessus qui est un adhésif très fin et lisse résistant à des températures supérieures à 200°C .Pour que l’adhérence ait lieu, il est nécessaire d’avoir un PLA de bonne qualité et de chauffer le plateau à environ 60°C pour le meilleur résultat. Il est recouvert d’une vitre, afin d’être sûre que la surface d’impression soit lisse.

4. Matériel d’impression 

Source : LP2I

5. Diagramme

Source : LP2I

6. Les mouvements

Source : LP2I

A) Les liaisons et mouvements liées au déplacement latéral de la tête d’impression et au plateau

Une poulie crantée est encastrée dans le moteur, il y a donc une liaison d’encastrement. Les moteurs utilisés sont des moteurs pas à pas c’est à dire que le moteur tourne d’un certain angle (appelé pas) à chaque impulsion électrique ce qui permet d’être plus précis. Cette poulie est reliée à une courroie cranté. L’utilisation d’une courroie crantée permet une plus grande précision par rapport à une courroie lisse qui aurait tendance à glisser à cause de la faible adhérence. L’extrudeur et la plaque chauffante se déplacent sur des cylindres lisses qui font offices de guidage. La courroie est reliée à la fois au deux poulies et à la tête d’impression ou au plateau chauffant, ce qui permet le déplacement du composant. Grâce aux roulements à bille présents dans la pièce de contact entre le guidage et le composant, le déplacement est optimal et sans frottement et donc plus précis.

Source LP2I

B) Les liaisons et les mouvements liés au déplacement vertical de la tête d’impression

Source : LP2I et Guide montage imprimante Tobeca 2

Le roulement à bille présent dans le cylindre de roulement permet un déplacement efficace, précis et sans frottement. Les moteurs utilisés sont des moteurs pas à pas.

La vis est représentée ici par la tige filetée et l’écrou est situé dans le bloc usiné.

Moteur à pas + Tige filetée = Grande précision verticale

Le pièce de contact de cette liaison d’encastrement est le couplage Z qui est une pièce imprimée par une autre imprimante 3D.

Liaison d’encastrement

7. Le calibrage

Pour pouvoir être précise l’imprimante a besoin de se calibrer avant chaque utilisation, en effet si elle ne se calibre pas les différents objets en mouvement ne pourrons pas être coordonnés.

Source : Guide montage imprimante Tobeca 2

Elle se calibre grâce à de petits boutons poussoir comme ci-dessous, les pièces en mouvement se déplacent vers ceux-ci jusqu’à les toucher. Une fois ces boutons poussoir enclenché ils transmettent l’information à l’imprimante d’arrêter le moteur concerné. Une fois les pièces en mouvement calibrées elles sont prêtes pour l’impression.

Source : LP2I

Conclusion

Pour conclure, l’imprimante 3D Tobeca 2 imprime précisément grâce à un ensemble de solutions technique simple et efficace.