Je cherche à améliorer ma Ender 3, le support de bobine de filament d’origine n’est vraiment pas ouf. On va s’en faire un plus joli qui utilisera des roulements à billes.

Introduction

J’ai des petits problèmes d’impression sur ma Ender3, l’extrusion ne me semble pas régulière*. Je suspecte le support d’origine de freiner un peu l’extruder, la bobine tourne avec saccades. J’avais en stock des roulements à billes et l’envie de concevoir un pti projet rapide.

*récemment, j’ai refait un réglage complet du bedleveling, des courroies et de la température : mon impression est bien plus régulière.

Conception

Pour le cahier des charges, je veux garder la faciliter de changement de bobine qu’avait le support d’origine. J’ai donc repris globalement sa forme mais en ajoutant un rouleau monté sur roulement. D’autre part, je veux pouvoir placer le support soit à côté de l’imprimante (donc sur pied), soit à l’emplacement d’origine (donc vissé sur le chassis alu de l’imprimante). Les pieds seront donc démontables.

Cette fois, j’ai tout modélisé dans freeCAD, pas uniquement les pièces à imprimer mais aussi les vis, roulements et aussi la bobine d'1kg. Ca m’a beaucoup aidé et évité pas mal de tâtonnements.

Enfin, je n’avais pas de vis M6 suffisamment longue, alors je vais feinter avec un axe imprimé et deux inserts laiton. J’ai un doute sur la résistance de ce système d’axe, en particulier le PLA entre le pied et le premier roulement. La bobine d'1kg faisant levier, j’espère que ça ne va pas casser, ni gêner le fonctionnement des roulements. On verra si j’ai de la chance sur ce point :)

Source freeCAD du projet : support_bobine_v1.2.FCStd

Quincaillerie

On va avoir besoin de ptites fournitures. Rien de cher mais sur 4 vis, 3 dimensions différentes …

• 2 roulements à bille 626zz
• 2 inserts M6x8x10 pour l’axe
• 1 vis M6x30
• 1 vis M6x16
• 2 vis M5x12 pour fixer sur l’imprimante ou pour les pieds
• (2 inserts M5x?x? pour les pieds optionnels)

Je prends mes vis sur le site de Vis-Express. Dans ce cas, en petite quantité (30 de chaque), ça revient à 21 centimes pièce livrée. Les roulements viennent d’aliexpress, une vingtaine de centimes pièce. Les inserts viennent aussi d’aliexpress, entre 10 et 25 centimes suivant la taille. Le plus cher reste le PLA avec 100 et quelques grammes (entre 2 et 3 euros), ah ah :D

Impression

J’ai utilisé plus ou moins les mêmes paramètres pour l’impression de toutes les pièces (modulo les supports), j’ai augmenté l’épaisseur des “murs” à 4 couches pour gagner en rigidité ayant peur qu’il y ait des faiblesses sur l’axe et le châssis (spoiler, c’est largement assez costaud :)). Exemple de mes réglages, cela va dépendre du PLA, de l’imprimante, etc.

Le châssis

A imprimer à l’horizontale. Il faut un peu de support au niveau du passage des vis (cocher “Generate support” et configurer “Support Overhang Angle” à 60° par exemple). Avec ma Ender 3 très lente, l’impression prend 6h.

• Fichier STL : sp_chassis_v1.2.stl
• Support : Oui si > 45 ou 60°
• Temps d’impression : 6h10
• PLA : 52g

Le rouleau

La pièce toute simple qui fera la liaison entre la bobine et le support. J’ai gardé le paramétrage un peu surdimensionné de 4 couches, on peut baisser. Les roulements rentrent tout juste normalement, sans jeu mais sans forcer non plus. J’avais un problème de ronds pas rond, la courroie de l’axe X n’était simplement pas assez tendue … Je l’ai imprimé à la verticale sans support.

• Fichier STL : sp_rouleau_v1.2.stl
• Support : Non
• Infill : 10 à 15% zig-zag
• Temps d’impression : 4h20
• PLA : 38g

L’axe

Pièce la plus chiante à faire, non pas à cause de l’impression mais de la “pose” des inserts. A imprimer à l’horizontale. Je l’ai imprimé sans mais on peut activer l’option “Brim” du paramètre “Build Plate Adhesion” pour s’assurer que la pièce ne se décolle pas pendant l’impression.

• Fichier STL : sp_axe_v1.2.stl
• Support : Couche d’adhésion supplémentaire type “Brim”
• Temps d’impression : 50 minutes
• PLA : 6g

Les pieds

Optionnel : Si vous préférez ne pas fixer la bobine sur la structure de l’imprimante, on peut ajouter des pieds. Cela permet d’éviter que ce poids n’ajoute une contrainte sur la structure de l’imprimante. RaS niveau impression, pas de support.

• Fichier STL : sp_pied_v1.2.stl
• Support : Non
• Temps d’impression : 1h20
• PLA : 11g

Le montage

Inserts de l’axe

Pour les inserts, deux difficultés par rapport à d’habitude : Comme c’est du M6, on ne peut pas juste les enfiler sur la panne du fer à souder, c’est trop large. De plus, il faut bien les aligner dans l’axe de l’axe :) J’ai mis à contribution ma perceuse à colonne, afin d’assurer l’alignement (l’étau a une encoche prévue pour). Je chauffe très rapidement la tige filetée et l’insert avec une lampe à souder au minimum, puis il reste à descendre la colonne.

Supprimer le surplus de PLA avec un cutter. Penser à contrôler la longueur de l’axe, j’ai remarqué avoir perdu 0,5mm. Si l’axe ne fait plus la bonne cote, on pourra ajouter une rondelle très fine pour compenser.

Ensemble rouleau/roulements/châssis

Rien de compliqué, on passe la vis la plus longue sur le châssis, on ajoute le roulement et on visse l’axe. On peut intercaler une très fine rondelle si l’axe a perdu de la longueur pendant la phase de mise en place des inserts.

On enfile ensuite le rouleau, puis le second roulement et enfin, on visse la vis M6x16. Il faut serrer sans trop forcer, les roulements doivent tourner librement sans que l’on ne sente un jeu axial.

Fixation sur l’imprimante

On utilise des vis M5x12, donc assez courte à cause de ces écrous spécifiques que l’on récupère sur le support d’origine (On peut en acheter sur Vis-express, voir lien dans la partie “Ressources”). Il suffit ensuite de fixer le support sur le rail du haut, comme à l’origine.

Si votre extruder est un “direct-drive” (à droite sur la photo), il suffit de retourner le support. Bon, le support d’origine le permettait aussi ^^

Fixation sur pieds

Comme pour les M6, les inserts M5 sont assez chiant à mettre. J’ai utilisé un autre fer à souder, avec une panne plus grosse. Je ne pense pas me servir de la version avec pieds mais à droite sur la photo, vous avez un exemple d’usage.

Conclusion

Bon, je n’ai rien inventé et ça n’a pas eu d’impact significatif sur la qualité de mes impressions. Peu importe, c’était sympa à faire et j’en tire quelques enseignements : Modéliser les pièces périphériques aide grandement la conception des pièces à imprimer. Le temps à modéliser est largement amortie, on évite pas mal de déconvenues à l’étape d’impression. D’autre part, je me sers mieux de freeCAD car j’ai pu changer quelques cotes sans devoir redessiner des parties entières, contrairement au plan de l’octocase par exemple.

Pour tester des ajustements, j’ai imprimé des portions de pièces, juste pour valider une cote (exemple, le logement pour les roulements). J’ai sous-estimé la résistance du PLA, j’étais parti sur des sections de 15mm mais on peut largement baisser à 12, voir 10mm, quitte à jouer sur le remplissage ou l’épaisseur des “murs”. Un peu la flemme de modifier le plan et de réimprimer un châssis.

J’aime de plus en plus les assemblages de pièces imprimées avec vis et inserts, ça offre pas mal de possibilités supplémentaires. Et en achetant en grande quantité (100 ou 200 pièces), les fournitures ne reviennent qu’à quelques centimes, il ne faut pas s’en priver.

Ressources

• Sur Thingiverse : https://www.thingiverse.com/thing:6411596
• Si jamais vous manquez de ces ptis écrous spécifiques aux profilés alu : https://www.vis-express.fr/fr/ecrou-rail-parralelogramme/39833-543974-ecrou-rail-parralelogramme-m5-acier-zing-blanc-3663072086869.html#/275-conditionnement-50_pieces