Auteur: Fivos (Fivos.Pham@etu.sorbonne-universite.fr)

Voici dans ce wiki quelques éléments de la construction de mon imprimante 3d perso.
Dans une première partie je présente les éléments d'une imprimante 3d. J'ai essayer de résumer les choix que l'on rencontre dans la conception d'une imprimante 3d avec des exemples représentatifs et de la documentation qui m'a été très utile.
La seconde partie est mon journal de bord qui s'étend sur l'année 2022.
J'espère que cette documentation pourra aider des utilisateurs du Fablab SU qui souhaitent avoir une imprimante 3d à la maison ! Construire soit même son imprimante 3d plutôt qu'en acheter une permet de très bien la comprendre et est une bonne expérience au DIY. En avoir une à la maison permet de mener des projets perso quand celles du Fablab ne sont pas disponibles ou que l'on ne peut pas s'y rendre. Vous remarquerez que la plupart des pièces qui constituent la machine ont été imprimées au fablab, qui devient un peu un lieu de reproduction et de dissémination d'imprimantes 3d ;).

Petit rappel des faits:
Il existe plusieurs technologies d'impression 3D très différentes, FDM, SLA, SLS, etc. La plus simple à bricoler pour un amateur est l'impression FDM, “par dépôt de filament”, qui est aussi la moins précise et la moins coûteuse.
Son fonctionnement consiste à déposer petit à petit de la matière (plastique fondu, céramique, métal, chocolat, etc) dans l'espace. La matière plus ou moins liquéfiée sort sous pression de la tête d'impression via une buse, c'est l'extrusion. Pour obtenir la forme voulu, le dépôt se fait par le positionnement dans l'espace de la tête d'impression ou du plateau qui sert de base à l'impression. Un format STL contient des informations concernants les coordonnées de la surface approximée d'un objet 3D et peut être trouvé sur internet ou créé sur un logiciel. Un slicer convertit le fichier stl en une série de commande “gcode” compréhensible par l'imprimante, qui lui dicte chaque mouvement. En créant les lignes gcode, le slicer nous permet d'adopter les paramètres souhaités pour une impression.
La phase de création des fichiers STL et GCODE se déroule sur ordinateur et est la même pour quasiment toutes les imprimantes 3D du monde. Ce qui change d'une imprimante à l'autre est l'interprétation des lignes de commandes par le firmware intégré dans la carte mère de l'imprimante. Le firmware va réellement contenir les informations sur l'architecture de l'imprimante et ses caractéristiques de fonctionnement.
Par exemple, en rentrant des informations concernant l'architecture de notre imprimante sur le slicer et dans le firmware, les coordonnées crées et exécutés vont pouvoir correctement placer la buse/le plateau à chaque instant. En effet, il existe plusieurs systèmes de coordonnées et plusieurs système de placage possible dans l'espace, ils ont tous au minimum trois degrés de libertés ;

Parmi toute cette diversité, les imprimantes fonctionnant avec une architecture cartésienne sont de loin les plus courantes et aussi les plus simples à fabriquer.
Trois moteurs animent trois axes linéaires. Chaque axe correspond à un axe de coordonnée cartésienne. Mais avec 2 composants à placer l'un par rapport à l'autre (la tête d'impression et le plateau), il est difficile de découpler les trois axes (certains mécanismes parallèles comme le Tripteron ou les Delta y arrivent). Pour construire une imprimante cartésienne, il faut donc empiler au minimum 2 axes l'un sur l'autre, ce qui entraîne plusieurs configurations possible ;

1. Guidage
2. entrainement
3. tête d'impression

1. carte mère
2. firmware