Impression 3D, transformer une fraiseuse numérique en imprimante 3D

Etape n°1 : Installation de l’extrudeuse

L’idée de base est d’installer l’extrudeuse (couple extrudeur + buse) à la place du moteur de broche de la fraiseuse numérique.

On essaiera de trouver une solution pour que la transformation soit la plus rapide et réversible
possible.

Possédant une broche de type Kress, j’ai fabriqué un petit support pour l’extrudeuse, ce support est équipé d’un morceau de bois usiné comme la tête dela Kress, il est alors possible de passer du fraisage à l’extrusion et vice versa en quelques minutes.

Etape n°2 : Environnement d'extrusion

2.1 Le Martyr :

Il sera judicieux de réserver sur le brut de votre fraiseuse une zone identifiée sur laquelle vous pourrez installer un martyr rectifié, la planéité est l’une des clés de la réussite d’une bonne impression.

Si vous n’utilisez pas un lit chauffant, vous pourrez utiliser, par exemple une vitre (4 mm simple)
coupée aux dimensions de votre choix. Cette vitre sera fixée sur votre martyr rectifié.

Pour faciliter l’extraction de la pièce imprimée, cette vitre pourra être éventuellement recouverte de
scotch résistant aux hautes températures, type « Kapton ».

Si vous utilisez un lit chauffant, ce lit devra être installé sur un martyr mais ne pas être au contact, la température atteinte par le lit chauffant pouvant être élevée, tout contact avec une matière inflammable est à proscrire.

Le lit chauffant « RepRap » est équipé de 4 trous de fixation (voir un trou supplémentaire au centre
sur les modèles les plus récents), un système avec ressorts de pression permettra d’isoler du martyr le lit chauffant et facilitera le réglage de planéité du lit chauffant.

Un miroir (simple) découpé aux cotes intérieures du lit chauffant pourra être fixé par un système de
pince (pinces de bureau). Le miroir assurera une bonne conductivité thermique et facilitera l’extraction des pièces imprimées sans endommager le lit chauffant (simple circuit imprimé  recouvert d’un verni, donc fragile).

2.2 Réglages de la fraiseuse

Sans aborder pour le moment la partie logicielle, il est important de déterminer la manière dont vous aborderez l’usinage et ne pas oublier quelques bases sans lesquelles vous risquerez d’abîmer une pièce fraîchement imprimée ou endommager l’extrudeuse.

2.2.1 Dégagements

Que vous usiniez, enfin « imprimer » en OM (Origine Machine) ou OP (Origine pièce), il faut impérativement que votre buse ne rentre pas en collision à la fin de l’usinage (ou après un arrêt d’urgence). Il faut configurer votre logiciel de pilotage pour fixer un « point de dégagement » le plus « haut » possible et que la séquence de fin d‘usinage soit toujours composée de la remontée de l’axe Z (votre extrudeuse) suivie ensuite du déplacement des axes X et Y.

2.2.2 Optimisations configuration

Dans certains cas, vous pourrez aussi changer le profil de configuration de vos axes, en effet, votre
fraiseuse n’aura aucun effort à fournir pour rentrer en matière, vous pourrez certainement optimiser
les paramètres de votre fraiseuse pour obtenir une avance maximale (réglages des vitesses  maximums, rampes, seuil de démarrage), sans perte de pas bien entendu !

2.2.3 Courant de service

Contrairement à un usinage où le couple max des moteurs sera recherché pour fraiser certains matériaux, l’impression 3D ne réclame pas énormément de couple, uniquement le couple nécessaire au déplacement des axes sans perte de pas et assurer une vitesse de déplacement maximale.

Il sera peut-être judicieux de réduire le courant de travail dans les bobines pour ne pas faire chauffer les moteurs inutilement, sachant qu’une impression 3D est généralement beaucoup longue qu’un fraisage traditionnel.

2.2.4 Courant de repos

Les axes X, Y et A seront largement sollicités durant l’impression d’une pièces. L’axe Z sera peu
sollicité, il devra « remonter » l’extrudeuse de quelques dixièmes de millimètres entre chaque couche. 

Soyez attentif à la configuration de votre axe Z, sur certaines configurations, un courant de repos est utilisé pour réduire la chauffe des moteurs après une période d’inactivité, vérifiez bien que cela n’occasionne pas de perte de pas lorsque l’axe Z doit sortir de son « sommeil ».