Isolation du plateau : Avant / après

Isolation du plateau Alfawise U20

Je me suis acheté une première bobine de filament ABS. Mais avant de m’y essayer, j’ai voulu y préparer mon imprimante. L’ABS nécessite des températures plus élevées que le PLA, aussi bien niveau buse que niveau plateau, et idéalement un confinement de l’imprimante. Voici mon retour d’expérience sur l’isolation du plateau en vue de l’impression ABS.

J’ai décidé pour une fois de vous partager la liste du matériel que j’ai utilisé sous forme de liens Amazon en fin d’article. Si le matériel que j’ai utilisé vous intéresse, vous pourrez ainsi le commander en me faisant gagner une commission afin de soutenir mon blog. Je ne sais pas du tout comment fonctionne ce système, ce sera donc une découverte.

L’intérêt

Commençons par la fin ! L’isolation du plateau, qu’est-ce que ça change ?

Sur ce graphique on peut voir que jusqu’à 60°C, ça ne change pas grand chose.

Température Avant Après
30°C 00:32 00:30
40°C 01:19 01:22
50°C 02:31 02:37
60°C 04:00 04:02
70°C 05:48 05:36
80°C 08:00 07:26
90°C 10:57 09:39
100°C — 12:33

Les chiffres nous disent même que c’est légèrement pire ! En revanche, passé les 60°C, un plateau isolé commence à vous faire gagner du temps de chauffe, et donc de l’énergie. Cela s’applique aussi pendant l’impression, au maintient de la température. Les températures initiales étaient de 20°C lorsque j’ai testé sans isolant, et de 21°C lorsque j’ai testé avec. Le thermostat de l’Alfawise U20 monte jusqu’à 100°C. Lors de mon test sans isolant, je pensais que la température plafonnait en fait à 90°C car la température mesurée oscillait entre 89°C et 90°C sans jamais dépasser 90°C. Le test avec isolant m’a prouvé le contraire.

Si je résume, isoler votre plateau ne sert pas à grand chose si vous ne souhaitez imprimer qu’en PLA, parce que vous ne dépasserez pas les 60°C. Votre imprimante consommera alors (très légèrement) plus d’énergie et mettra (très légèrement) plus de temps à chauffer avant l’impression. Par contre le maintient en température devrait être plus économique tout au long de l’impression (non mesuré). De plus, si vous lisez l’article jusqu’au bout, vous comprendrez que votre plateau sera (toujours très légèrement) plus lourd, et risquera de percuter le moteur de l’axe Y si vous vous ratez.

En revanche, si vous souhaitez imprimer en ABS, isoler votre plateau vous permettra de dépasser les 90°C, de gagner (très légèrement) en temps de chauffe et en économie d’énergie, aussi bien en pré-chauffage que pendant l’impression.

Installation

Ceci n’est pas un tutoriel, mais un partage d’expérience. Je ne me pose pas en expert, loin de là, mais je m’en suis sorti, et plutôt pas mal, je trouve.

J’ai commencé par mettre de côté le plateau vitré, dans un endroit où il ne craignait pas, et en faisant bien attention à ne pas mettre mes gros doigts tout sales dessus.

J’ai positionné la mousse au dos du plateau et l’ai maintenu en place avec les pinces pour marquer les emplacements des trous de vis sur le carton.

Marquage des emplacements de trous

J’ai utilisé une petite lame droite montée sur l’exacto-knife pour faire des trous un peu plus grands que ceux des vis afin d’y passer le ressort sans qu’il ne touche trop la mousse.

Perçage des trous

Avant de coller, j’ai mis en place, maintenu avec les pinces, et j’ai installé les ensembles vis / ressort / molette, pour valider le tout.

Validation avant collage

J’ai retiré le carton bande par bande pour faciliter la mise en place de la mousse. Si vous retirez tout le carton, la mousse va se coller partout où elle le peut, ça complique énormément.

Collage de l'isolant

Une fois la mousse collée, j’ai laissé reposer 24h avec un peu de poids sur le plateau, posé sur une surface plane. Le lendemain, j’ai remonté le plateau sur l’imprimante. Je l’ai mis en position la plus basse possible, puis j’ai précautionneusement descendu la tête d’impression jusqu’au zéro Z, en veillant bien à ne pas toucher le plateau.

J’ai enfin fait une mise à niveau du plateau, en deux étapes (d’abord en arrivant à 1mm de la tête, puis classiquement, avec une épaisseur de feuille de papier. C’est alors que le drame survenu 🙂

Au premier homing de l’axe Y, le moteur ne pouvait plus passer sous le plateau, comme c’était prévu. La mousse l’en empêchait. J’ai immédiatement éteint l’imprimante quand j’ai entendu le bruit caractéristique de l’axe qu’on empêche de tourner.

Sur la photo suivante, on distingue le point d’impact, mais à l’œil nu les marques était bien mieux visibles. Il y avait déjà eu des marques (que l’on distingue à peine) lors de la mise à niveau. Je ne m’en étais pas rendu compte sur le moment, mais elles m’ont bien aidé à repérer la largeur et la longueur que ma découpe devrait avoir.

Problème de moteur

J’ai précautionneusement découpé la partie réfléchissante (probablement de l’aluminium) bien droite, en veillant à ne pas descendre avec l’exacto plus bas que nécessaire. Ensuite je suis repassé sur la mousse, sans toucher la surface inférieure du plateau. J’ai fini par gratter la mousse restante à l’ongle, puis avec mon grattoir à lame plastique. J’ai terminé à l’acétone sur de l’essuie-tout.

Découpe moteur

J’ai pu enfin remonter le plateau chauffant, le nettoyer à l’acétone tant que je l’avais sous la main (les traces de doigts peuvent êtres hyper corrosives sur la durée), remonter le plateau en verre, refaire une mise à niveau, et vérifier au homing que le moteur passait bien. J’ai terminé la séance en mesurant les durées de chauffe du tableau ci-dessus.

Produits et outils utilisés

Cette mousse isolante pour plateau chauffant d’imprimante 3D existe en 22 cm et en 30 cm. Elle est légèrement plus petite que le plateau, ce qui laisse de la place aux pinces et au connecteur d’alimentation. J’ai acheté le modèle en 30cm pour mon Alfawise U20 en juin 2020.

Les pinces Wolfcarft Microfix m’ont servies à maintenir la mousse au plateau avant le collage. Ne les ayant pas acheté chez Amazon, je n’ai pas la date d’achat, mais je dirais entre 2008 et 2010. Elles me servent dans tout types de travaux et j’en suis très content.

Cet exacto-knife est fourni avec 3 manches et 13 lames différentes dans un coffret bien solide. La boîte contient aussi une petite planche à découper, qui m’a probablement fait acheter ce produit plutôt qu’un autre. Je l’ai acheté en janvier 2020, et je m’en sers très fréquemment pour faire des maquettes en carton de meubles ou pour les finitions de mes pièces imprimées en PLA. Je ne retrouve plus la fiche produit, mais j’ai aussi acheté une boîte de 120 lames de rechange, qui est suffisamment petite pour se loger à l’intérieur de la boîte de l’exacto-knife. Toutes les découpes de mousse ont été faites avec cet outil.

Ce coffret règle / rapporteur / équerres en métal ne quitte plus mon exacto-knife. Elles sont toutes petites, fournie en coffret plastique bien pratique à ranger. Je les ai acheté en février 2020 et m’en sers principalement pour faire des maquettes en carton de meubles. Elles m’ont permis de faire une découpe droite pour le passage du moteur d’axe Y.

J’ai acheté en 2018 ce grattoir pour plaques vitro-céramique. Je m’en sers tous les hivers pour nettoyer la vitre de mon insert de cheminée, mais il a aussi des lames plastique, qui m’ont servi ici à nettoyer la partie de mousse que j’ai du retirer pour libérer la place au moteur d’axe Y.

Argon one, le boîtier ultime ?

Le boîtier Argon one, de chez Argon Fourty, est extrêmement prometteur. Voici mes premières impressions sur le déballage et l’installation de la version Raspberry pi 4 de ce boîtier.

A première vue, ce boîtier est magnifique. Cela dit, c’est subjectif, chacun ses goûts. Il s’agit d’un boîtier en aluminium à dissipation thermique passive et active. Il déporte toutes les prises latérales du Raspberry pi à l’arrière du boîtier, ce que je recherchais depuis le vieux boîtier Media Pi que j’ai toujours dans son carton. Il gère aussi un bouton d’alimentation actif, et dispose d’une option Infrarouge, non fournie d’origine. Cela dit quelqu’un d’un peu bricoleur pourra facilement l’ajouter.

La boîte contient :

  • La manuel d’installation, en anglais, mais très bien illustré;
  • La coque supérieure;
  • La coque inférieure;
  • Le déport de connexions latérales dans un sachet antistatique;
  • Les accessoires (vis, tampons thermiques, pieds) dans un second sachet.

Pour en voir de belles photos prises en studio, voici la fiche produit du fabricant : Argon ONE Pi 4 Raspberry Pi Case.

Ce boîtier est constitué de deux coques. La coque supérieure en aluminium permet la dissipation thermique passive grâce à deux guides qui descendent jusqu’au puces et à deux tampons thermiques autocollants (fournis) qu’il vous faudra installer. Il gère aussi la dissipation active en évacuant l’air du ventilateur. Une trappe magnétique sur le dessus donne accès au GPIO déporté tout en servant d’évacuation d’air. La prise réseau en un peu juste et difficile à insérer. Un coup de lime ne serait pas du luxe.

La coque inférieure en plastique semi-transparent permet de visualiser à travers les LEDs du Raspberry pi 4 et des LEDs infrarouge si vous les installez. Je reviendrais dans un prochain article sur cette option qui me plaît bien.

Il est fourni avec 2 circuits. L’un, déjà installé dans la coque en métal, gère le bouton d’alimentation, le ventilateur, le déport du GPIO, et le port infrarouge optionnel. L’autre, à installer soi-même, gère le déport des prises latérales à l’arrière du boîtier.

On voit un peu partout sur Internet des gens qui se plaignent que leur Raspberry Pi ne démarre pas. Je rappelle donc ici à quel point il est important d’utiliser une alimentation officielle, ou à minima prévue expressément pour alimenter un Raspberry Pi, et pas n’importe quel chargeur de téléphone. Charger une batterie n’est pas du tout la même chose qu’alimenter un ordinateur, et les constructeurs de chargeur n’ont donc pas le même cahier des charges.

L’installation logicielle du boîtier est toute aussi simple. Un script, indiqué dans le manuel, permet d’installer le support du ventilateur et du bouton d’alimentation. À date, je n’ai testé que l’installation sous Raspbian, mais sur la partie blog du site officiel (dont je vous ai communiqué l’adresse plus haut) vous trouverez des articles sur son installation spécifique sous OSMC, RecalBox, LibreElec, et peut-être même d’autres depuis.

Concernant la dissipation thermique, je n’ai pas réussi à dépasser les 35°C en plusieurs heures de fonctionnement. Donc je ne saurais dire si le ventilateur fonctionne ou est silencieux, tellement la dissipation passive est déjà efficace. Je le pousserais un peu plus dans le prochain article sur le sujet.

En conclusion, je trouve ce boîtier beau, bien pensé, efficace. Il va très certainement prendre la place de mon émulateur. Probablement aussi de mon lecteur multi média (LibreElec) s’il est compatible avec mes lumières d’ambiance. Et je pense aussi me faire un second poste de travail basé sur un Raspberry Pi, qui utilisera ce boîtier. Il reste des recherches à faire et des choses à dire à son sujet, qui donneront lieu à au moins un autre article.

Les hauteurs de couches

En impression 3d, comme dans beaucoup d’autres domaines, on peut sélectionner différentes qualités de travail allant de la qualité brouillon à la qualité fine. En ce qui nous concerne, la notion de qualité concerne la hauteur de couche. Elle n’impactera pas nos résolutions sur l’axe X ni sur l’axe Y, mais seulement sur l’axe Z (vertical).

Pour illustrer cet article, j’ai imprimé le même objet, un casque de Storm Trooper, dans trois résolutions différentes :

Hauteur de couche

En 0,1 mm par couche, la première impression à gauche.  La durée d’impression estimée était de 3h42 (4h45 après chauffage en réalité). La quantité de filament prévue était de 19 g, soit 6,43 m.

En 0,2 mm par couche, l’impression du milieu. La durée d’impression estimée était de 1h50 (2h21 après chauffage en réalité). La quantité de filament prévue était de 19 g, soit 6,35 m.

En 0,3 mm par couche, l’impression de droite. La durée d’impression estimée était de 1h15 (1h35 après chauffage en réalité). La quantité de filament prévue était de 19 g, soit 6,43 m.

On constate que la qualité impacte grandement la durée d’impression. Il se trouve que c’est exactement ce que l’on lui demande. Elle n’impacte en revanche quasiment pas la quantité de matière. Le peu de changement que la qualité applique à la géométrie de la pièce va éventuellement altérer la façon dont votre slicer va générer ses supports. C’est la petite différence de longueur de filament que l’on constate ici sur l’impression en 0,2 mm par couche.

Les différences de qualités seront bien plus visibles sur des pièces aux formes organiques, comme ici. Et moins sur les formes techniques, riches en surfaces planes. C’est la raison pour laquelle j’ai choisi un objet aux formes organiques. Le sommet du casque en étant l’exemple même.

Sur l’impression de droite, à l’œil nu, on constate même que l’imprimante n’a pas réussi à refermer l’intégralité du casque. Il reste des interstices entre certaines couches.

À noter que la hauteur de couche ne doit pas dépasser 80% du diamètre de la buse. Avec une buse de 0,4 mm de diamètre, cela donne 0,32 mm de hauteur maximum. Cela dit, on peut échanger sa buse contre une de plus grand diamètre. Plus d’informations sur l’article Tout sur les buses de diamètre différent, du site Filament-ABS.

Prenez soin de vos bobines

Cela fait quelques années maintenant que j’imprime en 3D, et je profite d’un arrivage de nouvelles bobines en cette période de dé-confinement pour vous parler des mesures que j’emploie pour les conserver au mieux.

Lorsque vous recevez une bobine de filament d’impression neuve, le filament de cette bobine doit être aligné (aucun fil ne passe par dessus un autre), idéalement réparti (chaque couche forme une ligne droite, perpendiculaire aux disques de la bobine), sous vide (où au pire, dans une poche étanche), et avec un sachet de dessicant.

Les deux premiers points montrent que votre fabricant a utilisé un enrouleur professionnel, qui gère correctement le filament pendant l’enroulement. Les deux suivants montrent qu’il a du bon sens, qu’il respecte ses clients, et souhaite que son produit soit conservé dans de bonnes conditions.

L’emballage sous vide est le meilleur pour garantir la longue conservation du filament avant sa vente. Mais le sachet refermable (façon sac congélation) est le meilleur moyen de conservation chez vous, après l’achat. Toujours accompagné de son sachet de dessicant.

Je précise ici que je n’imprime qu’en PLA. Ces mesures doivent s’appliquer aux autres matériaux, mais n’hésitez pas à me corriger ou me compléter si j’oublie des choses qui ne concerneraient que l’ABS, le PETG, le PA, etc. Vous pourrez pousser le sujet en lisant Etude de la conservation des filaments pour impression 3D de chez Maker Shop.

Quand je reçois une bobine, disais-je, je commence par découper proprement son sachet sous vide, que je conserve précieusement avec son sachet de dessicant. J’installe la bobine et j’imprime une agrafe. S’il s’agit d’un nouveau filament, j’imprime aussi un médaillon afin d’avoir toujours un échantillon à portée de main avec la marque et le modèle. Enfin si son emballage est neutre, j’imprime un second médaillon que je colle sur la boîte avec de l’adhésif double-face.

Médaillon et agrafeBoîtes de filament

Quand je range un filament, je retire précautionneusement le filament en empêchant la bobine de se détendre. Je le coupe à 45° au dessus du bourrelet créé par  le corps de chauffe afin d’en faciliter l’insertion la prochaine fois. Je rembobine proprement ce qui était déroulé et l’agrafe à l’intérieur d’un des disques de la bobine, le plus tendu possible. Je range la bobine dans la poche plastique qui contient le sachet de dessicant. Je range le tout dans le carton, que je stocke verticalement.

Lorsque je me débarrasse d’une bobine vide, en plus de veiller à quel déchet part vers quelle filiale de retraitement, je conserve quelques poches plastiques avec leur sachet de dessicant au cas où je teste un fabricant qui ne fasse pas les choses dans les normes, me permettant ainsi d’emballer plus proprement une bobine neuve. Je fais de même avec quelques cartons d’emballages neutres.