Parallélisme : Critère important de l’impression 3D FDM !

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Dans cet article, je vais vous partager le critère de base d’une imprimante 3D qui imprime parfaitement, à chaque impression. Ce critère, c’est le parallélisme d’une imprimante 3D. Et cela se joue dès le déballage de l’imprimante 3D.

La première erreur des débutants

À la réception d’une imprimante 3D en kit ou déjà montée, n’importe quel utilisateur n’aura qu’une hâte : l’utiliser le plus rapidement possible ! En effet, l’excitation est palpable pour tout utilisateur d’imprimantes 3D à la réception d’une nouvelle machine, débutant ou non.

Mais lorsqu’on réceptionne un grand nombre d’imprimantes, que ce soit pour la création d’une ferme d’impression 3D ou d’un atelier indépendant, il est important de ne pas commettre la première erreur des débutants : Monter son/ses imprimantes 3D rapidement, avec précipitation.

Monter, calibrer et tester une imprimante 3D, quelle quel soit, demande de la patience et de la minutie. Si certaines imprimantes 3D modernes peuvent être montées en 10-15 minutes, ce n’est pas le cas de toutes les imprimantes.

Quelques exemples sur les temps de montage :

  • Creality CR-10 : environ 10 à 15 minutes
  • Creality Ender-3 : environ 30 minutes
  • Dagoma DiscoEasy200 : environ 5 à 7 heures
  • Anet A8 : environ 5 à 7 heures
  • Prusa i3 MK3 : environ 10 heures

Et je ne vous parle pas des imprimantes 3D sur-mesure qui comptent à elles seules plusieurs jours de montage et de réglage (notamment sur les imprimantes 3D grand format).

Et il y a un critère très important qui est à la base de tout bon fonctionnement d’une imprimante 3D : le parallélisme.

Qu’est-ce que le parallélisme d’une imprimante 3D ?

Droites parallèles sur le chariot X.

Droites parallèles sur le chariot de “l’axe X”.

La notion de parallélisme

Avant de parler parallélisme, parlons de la notion de parallèle. Et sans rire, on va revenir sur les notions de base de géométrie. Alors, tout d’abord, qu’est-ce que veut dire parallèle ? En géométrie, on parle de deux droites parallèles lorsque celles-ci n’ont aucun point en commun. Elles vont dans la même direction et ne se croisent pas.

Ces deux droites parallèles représentent les deux barres du chariot de notre imprimante. Ces deux droites forment un seul et même plan. La tête d’impression de l’imprimante va se déplacer selon ces deux axes, et selon ce plan. Si ce plan est incliné par rapport au plateau, l’impression sera plus écrasé d’un côté et aura tendance à se décoller de l’autre !

Le bon et le mauvais parallélisme !

Le bon et le mauvais parallélisme !

C’est la première chose à faire !

Pourquoi est-ce le premier réglage à faire ? Le parallélisme est le premier réglage à effectuer sur une imprimante 3D, sans quoi, la correction de la planéité du plateau par le palpage en 6 points ou 9 points sera faussée. Il en va de même pour l’offset, que ce soit un offset réglé manuellement ou automatiquement grâce à un capteur sur l’axe Z. Pour un bon parallélisme d’une imprimante 3D, il faut s’assurer que le plan chariot d’impression soit parallèle au plan défini par le plateau d’impression.

Il faut veiller à ce que ces deux plans soient parallèles !

Il faut veiller à ce que ces deux plans soient parallèles !

Sur les anciennes imprimantes 3D à tiges filetées, il fallait effectuer ce réglage à la main, en tournant soi-même les tiges filetées afin de mettre à niveau le chariot d’impression par rapport au plateau (voir les photos ci-jointes qui datent de 2017). Ces tiges ont été petit à petit remplacées par des tiges trapézoïdales qui permettent une plus grande rigidité sur l’axe et un meilleur maintien du chariot d’impression sur l’axe Z.

L’important sur des imprimantes 3D récentes va être de monter correctement l’imprimante en serrant bien les axes, les vis, etc.. L’objectif ici va être de minimiser au maximum les jeu mécaniques sur le châssis et de laisser un jeu minimum sur les différents éléments de guidage.

Si tout est bien monté, serré réglé, vous pouvez réaliser ce test pour vérifier le parallélisme de votre imprimante 3D :

  • Réalisez une mise à l’origine de votre tête d’impression (G28)
  • Placez la tête d’impression au centre du plateau à l’aide des commandes de l’imprimante
  • Soulevez la buse de quelques centimètres
  • Mesurez la distance chariot-plateau à gauche à l’aide d’une équerre ou d’un pied à coulisse (plus précis)
  • Mesurez cette même hauteur à droite
  • Comparez les valeurs (elles doivent être égales)

Exemple sur Dagoma DiscoEasy 200

Ahh… Quelle nostalgie ! Cette bonne vieille Dagoma fut ma première imprimante 3D. C’est également un excellent exemple accessible à toutes et à tous. La DiscoEasy 200 à l’inconvénient de posséder un châssis qui n’est pas des plus rigides. Fortement inspirée de la Prusa i3, elle en reprends les codes : châssis en PLA, et guidage cylindrique sur tiges en acier pour chaqu’un des axes. De plus, sur sa première version, l’axe Z était guidée par 2 tiges filetées non synchronisées. En bref, une horreur à régler ! Mais un régal qui ne m’a jamais lâché, dès lors que j’ai compris que le parallélisme devait être réajusté de temps à autre.

Le tuto :

Tout d’abord, le plus important est de vérifier que l’imprimante est bien à niveau. Pour se faire, vérifiez qu’il n’y a pas de fils ou câbles passant sous l’imprimante qui risquerait de la déstabiliser. Munissez-vous d’un niveau à bulle pour vérifier le niveau de l’imprimante. Le plateau doit être parallèle à la table et cette dernière doit être stable sur le sol.

Vérification des niveaux !

Vérification des niveaux ! PS : Mon sol n’est pas des plus droits tongue-out

Une fois ce critère vérifié, on peut régler notre parallélisme. Deux écoles s’affrontent ici :

  • Ceux qui vérifient à l’équerre directement au niveau des tiges de guidages de “l’axe X” de l’imprimante.
  • Ceux qui placent un support plat sur les tiges filetées afin d’avoir une référence plate et non cylindrique pour la vérification à l’équerre.

Je recommande bien entendu la deuxième méthode. La première n’étant pas très précise, mais amplement suffisante pour une vérification rapide du parallélisme. Pour se faire, je place mon niveau à bulle sur le chariot. Une fois côté gauche, et une fois côté droit. Et je mesure la distance au plateau à d’un réglet, de chaque côté. Cette distance doit être la même à gauche et à droite !

Parallélisme sur le côté gauche de l'imprimante !

Parallélisme sur le côté gauche de l’imprimante !

Il faut bien s'appliquer ! Et lire la valeur.

Il faut bien s’appliquer ! Et lire la valeur.

On peut également utiliser une équerre ou un pied à coulisse pour augmenter la précision. Meilleur sera votre parallélisme, moins vous aurez à toucher à votre imprimante au lancement d’une impression ! Pour plus de prestige, je recommande cette équerre incluant le niveau à bulle :

Le luxe : équerre ET niveau à bulle !

Remarque sur les chariots embarquant le moteur

Sur beaucoup d’imprimantes 3D DIY (Anet, Dagoma, Creality, Prusa…), le chariot X embarque le moteur sur le côté gauche de l’imprimante. Cela entraîne un poids sur le côté gauche du chariot. Et ce poids aura une toute petite influence sur votre parallélisme avec le temps. Le moteur côté gauche de l’axe Z aura besoin de plus de couple que du côté droit pour soulever le poids plus important côté gauche. Lors des accélérations de montée ou de descente, le parallélisme peut légèrement se dérégler avec le temps. Tout est une question de précision, PID et jeu mécanique. C’est pourquoi il est important de revérifier de temps à autre le parallélisme. Un mauvais parallélisme de votre imprimante se remarque dès la première couche d’une pièce : plastique se décollant du plateau, couche trop écrasée ou claquements de l’extrudeur.

N’ayez craintes, ça se voit directement, pas la peine de sortir l’équerre à chaque impression ! 🙂 Ci-dessous, un exemple de mauvais parallélisme :

Un bon exemple de MAUVAIS parallélisme. La première couche n’est pas bonne du tout en tout point du plateau et la compensation du capteur n’y fait rien lorsque l’inclinsaison est trop forte.

Si l’article vous plaît ou que vous avez des questions, n’hésitez pas à commenter ci-dessous.

Vous pouvez également trouver “Les points clés du montage de votre imprimante 3D” dont fait parti le parallélisme dans mon livre : L’impression 3D FDM – Le guide complet pour vos impressions 3D.

MAJ 2021 de l’article BenTeK.fr datant du 04/11/2017.
Benoît Jellimann.

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