Vélomobile et impression 3D

Bonjour à tous,

Nouveau sujet & technologie actuelle.

Je cogite pour produire une carrosserie de VM par impression 3D.    

Volume utilisable 1m x 1m x1,5m. épaisseur des slices (tranches) 0.1mm.

Les tests & simulations effectués montrent que pour obtenir une carrosserie prête à peindre,l'imprimante doit fonctionner plusieurs centaines d'heures !.

Une carrosserie de Vm épaisseur 1,2mm +/- 10Kg.en PLA.(Plastique biodégradable).

Je ne vise pas de production, mais simplement des proto's ( master) pour moulage.

Il serait intéressant, pour les intéressés de donner votre point de vue sur le sujet.

A+, Willy.

willy69 a écrit:

Volume utilisable 1m x 1m x1,5m. épaisseur des slices (tranches) 0.1mm.

A+, Willy.

Donc elle serait réalisée en 2 fois, la moitié avant puis la moitié arrière? Voila une affaire fort intéressante, c'est pour remplacer les protos taillés à la main dans du polystyrène?

En plus de la peau il faudra j'imagine prévoir moult nervures et cadres afin de donner la rigidité requise pour monter les moules dessus.

Bonjour Hube68,

En 2 ou trois pièces selon la forme du VM.
Le prototypage remplacerait le master en polystyrène pour éviter les défauts de symétrie même minime, le calibrage est toujours fastidieux.
Il est possible de prévoir des raidisseurs, mais le plus simple est de réaliser une coque sandwich, deux peaux avec trame intérieur légère,
cela évite des renforts internes et donne suffisamment de rigidité à l'ensemble.

A+, Willy.

Bonjour,
Comme je l'ai indiqué ce matin dans un post https://velorizontal.1fr1.net/t19066p30-construction-d-un-streamliner, je teste actuellement une imprimante de grande taille pour des objectifs similaires (cependant plutôt orienté fabrication du positif plutôt que juste le moule).
Les vitesses d'impression actuelles des petites imprimantes sont de l'ordre de 10-30 mm/s. Nous espérons pousser autour de 300mm/s, mais c'est la plus grosse inconnue du projet..
Du coté logiciel, nous avons des difficultés à trouver des solutions adaptées toutes faites. Ce qui marche pour des petites pièces n'est pas forcément adapté à des volumes près de 1000 fois supérieurs. Si des personnes ont déjà travaillé sur cette problématique  (cad générer un Gcode optimisé pour la vitesse à partir d'une forme de coque, qu'il faut préalablement séparer en 2 peaux fines reliées rigidement) et acceptent de partager leurs infos, nous sommes vivement intéressés. En théorie, tout ça parait relativement simple. En pratique, il y a tout de même pas mal de difficultés.
Pourquoi parles-tu de couches de 0.1mm ? Déjà 0.3 serait assez précis, va 3 fois plus vite et génère 3 fois moins de taille de code pour les fichiers. J'aurais même bien fait des couches plus hautes, mais cela semble impossible sans augmenter leur épaisseur (qui doit rester minimale si je veux garder un carénage léger, dans le cas d'un positif).
Pierre

Bonsoir Pierre,

Le forum étant un lieu d'échange et de partage,échangeons et partageons nos savoir.

Pour répondre à la question logiciel:
je travaille avec Rhino et shark pour la CAO, pas de problème pour sortir un STL.
Pour sortir une pièce précise de grande dimension, il est utile d'avoir une maillage relativement serré, ce qui suppose un fichier conséquent.
Le G-code ne se soucie pas que le fichier soit grand ou petit, il réalise les parcours des tranches en fonction des coordonnées reçues.
En clair si le STL est peu maillé, des facettes apparaissent sur la pièce finie.

J'ai posé la question suivante au concepteur de CURA, Mr.DAID: Quel est le volume de travail qui limite CURA, réponse de Daid Le Km³ !! de quoi faire un VM.
Pour tester la validité de cette réponse, j'ai chargé un STL de Vm sur le site de " Pixmatic.net" disponible en téléchargement GRATUIT.
Le VM que j'ai construit par la méthode du polystyrène provient de cette Adresse, voir sur le forum la réalisation "une carrosserie pour mon tryke".
Après avoir scinder le modèle en trois parties, le G-code à été créé avec Cura.
Les test effectués pour un VM de 2,70m de long sont positif avec le logiciel CURA, utilisé par Ultimaker, le nombre de strate est de +/- 16000 suivant finition demandée.
Pour avoir une pièce de belle finition, les strates doivent être fines.
Concernant la vitesse, attention à la perte de pas pour des changements de direction !!!!.

A+ pour d'autres échanges
Willy.

Par rapport à l'impression 3D par extrusion, il existe maintenant un filament PVA (PolyVinyl Alcohol) qui est hydrosoluble. Je n'ai pas encore testé, mais ça pourrait être intéressant: cela permet après stratification de dissoudre le PVA ds l'eau et ainsi de ne garder en finale que la couche de fibre de carbone.
Je viens d'imprimer un cadre VC en ABS  avec une imprimante Makerbot à 2 têtes. le cadre est en cours de stratification (Je travail en collaboration avec Carbon Arrow sur la réalisation de ce projet). On vs en dira plus d'ici peu.
Pour info j'ai (pr le fun) réalisé un trike en découpe laser, CNC,et print 3D à voir sur http://www.vaden.be ; il ne roule pas encore je dois travailler la direction.

Bonsoir,

Très belle réalisation que ton tryke, design et épuré.
Intéressant le filament de PVA.

Bonne continuation,
A+, Willy.

Bonjour,
En effet, les logiciels classiques peuvent assez facilement générer une coque externe, même de grande dimension. Ce qui est plus difficile, c'est de faire "automatiquement" 2 peaux fines, reliées en faisant des allers-retours entre les 2 peaux, et surtout de maîtriser la génération du Gcode pour optimiser la vitesse de tout ça. Et il faudrait aussi essayer d'intégrer les rétroviseurs, les phares...
Pour la perte de pas, aucun soucis pour nous car nous utilisons des moteurs hybrides (avec encodeur), et la partie en mouvement est très légère (Les axes X  et Y ne bougent pas, le chariot est au croisement de tubes rigides). On peut aller à 2m/s et 2-3Gs d'accélération.. Idéalement, le Gcode doit être fait de manière à maintenir un débit d'extrusion quasi-constant à la vitesse maxi. Bien loin des Gcodes générés automatiquement où tu déposes un peu de PLA par ci, un peu par là..etc.
Combien de temps pour générer le code avec CURA ? Et quel serait le temps d'impression de ce code (avec une machine classique ?)
Pierre

je ne comprends pas où est le problème de générer 2 parois et de les relier par un nid d'abeille à 5% par exemple?

Un nid d'abeille, c'est un tas d'angles trop vifs pour être pris à grande vitesse. La vitesse chute terriblement et la mécanique tremble.
Ensuite, faire 2 parois et faire en sorte que le Gcode qui sorte du slicer soit propre (=2 lignes continues ou presque), c'est pas si évident. En tout cas, c'est ce que je commence à réussir, mais pas encore parfaitement. En tout cas, avec 2 parois et du remplissage dedans, le slicer perd les pédales chez moi. Il faut que je bricole séparément, puis que de réassemble un Gcode. Un peu pénible.
Pierre.

Bonjour Vaden & Pf26,

Pour vaden : quel slicer utilise-tu avec la Markerbot?.

Pour PF26 :
Quelque soi le mode utilisé pour le remplissage entre les deux parois, le treillis aura des angles vifs avec les log actuels.
Quel type de remplissage espère-tu obtenir ?.

Combien de temps pour générer le code avec CURA ? +/- 10 minutes. par pièce.
Pour réaliser la partie avant 90cm de haut 4574 slices , durée 156 heures, poids 2,3Kg.simple paroi 1.2mm.

A, Willy.

Question subsidiaire: la geometrie du remplissage n'a-t-elle pas des consequences en matiere de resistance mecanique de l'objet?

Sans entrer dans une optimisation dans chaque zone, quelle geometrie(s) serait judicieuse?

Et quid des geometries fabricables (sauf erreur de ma part, les surfaces horizontales posent des problemes de support)?

Tres interessant tout ca (mais les journees sont bien courtes...)

Bonjour sleibt,

Le remplissage est un treillis positionné entre les parois qui est tissé à 90°ou 45° pour chaque tranche imprimée et il contribue à la rigidité de la pièce surtout si celle-ci à des parois très minces.
Exemples de renfort:

Dès la conception, il faut penser à éviter les partie horizontale aérienne( surplomb) , dans le cas ou des parties horizontale sont nécessaire prévoir des colonnes support qui seront enlevée par après.

A+,Willy.

Oui oui, je sais. Ma question portait specifiquement sur la geometrie du remplissage.

En extrapolant par exemple la situation du carton ondule (qui se deforme bien plus facilement dans une direction que dans l'autre), ou d'une poutre en treillis, je soupconne que la forme precise du remplissage peut jouer un role important dans les caracteristiques finales de la piece. Et que donc, selon les contraintes a supporter, il puisse etre interessant de ne pas utiliser sur toute la surface le meme type de remplissage.

j'utilise Makerware comme slicer. Tout est paramétrable.
Pour revenir au nid d'abeille, pourquoi ne pas l'imaginer en forme sinusoïdale? pas d'angles vifs, avancements et mouvements réguliers.

Le problème des remplissages classiques, c'est qu'ils ont une forme (virtuelle) prédéterminée, qui ne dépend pas des parois, et donc on coupe brutalement le motif (même bien arrondi), à chaque fois qu'on rencontre les parois intérieures et extérieures - d'où des angles, des arrêts redémarrage d'extrusion..etc..
Je cherche à faire un motif fluide, obtenu en 1 seule passe, sans "levée de crayon", et qui relie régulièrement les 2 parois. J'avance, mais c'est laborieux: Je n'utilise pas les "remplisseurs" automatiques. Je calcule un .stl du remplissage que je veux, je le slice, et j'ajoute le Gcode au Gcode "vide" des 2 parois. C'est probablement loin de l'idéal, mais j'espère que ça suffira pour sortir des premières coques et vérifier que cette technique convient, sans autre surprise à moyen terme.
Il me semble que l'optimisation de ces parcours est un point important pour permettre la réduction du poids et des durées de fabrication (qui dictent le prix de revient).
Pierre

Il serait tentant de programmer la chose, style en entree une description de la forme a obtenir et l'epaisseur du nid d'abeille, et que ca sorte une peau interieure decallee de la bonne valeur, le remplissage et la peau exterieure.

N'y aurait-il pas des bibliotheques logicielles (en python, revons) pour prendre en charge la partie qui semble penible (gestion de la quantite d'extrusion selon la distance parcourue, au hasard)? Edit: autre alternative: un logiciel faisant deja slicing & co et permettant des greffons pour creer ce replissage?

Parceque la solution decrite marche peut-etre... mais passer automatiquement du modele 3D a la piece est indispensable si l'on veut non seulement permettre de la personnalisation, mais aussi du sur mesure.

Edit: apres qq temps passe a regarder l'etat actuel des logiciels en la matiere, la 3eme alternative c'est le logiciel open source dans lequel on va ajouter ce dont on a besoin... tres facile a dire, moins facile a faire, surtout si l'on ajoute la question du temps disponible a y consacrer. Bon tant pis mais c'est quand meme frustrant :-/

Salut,
Juste pour donner une idée de mes essais :

une tranche de 2 peaux reliées par des sinus.


le remplissage intérieur seul (sur une partie de la hauteur de la coque)

Actuellement, je ne pars pas d'un STL quelconque, mais d'un STL que je produits par strates à partir d'un profil plan que je modifie sur chaque strate (par des décalages, élargissements..). Les triangles du .STL que je fais sont donc bien ordonnés et faciles à gérer. La machine ne fait alors qu'extruder à vitesse quasi constante. Nous espérons pouvoir sortir des pièces prochainement sur la machine en vraie grandeur (mais probablement encore à vitesse de l'ordre de 100mm/s "seulement")

Pierre

Salut,
Les premiers essais de réalisation 3D en vrai :


C'est bien rigide. Mais c'est un peu épais (0.6mm pour chaque parois, donc plus lourd que prévu initialement), et surtout long à fabriquer...  (environ 50 grammes par heure..)  Mais on avance...

Si ça intéresse des gens pour fabriquer des vraies coques ou des moules, vous pouvez me contacter en MP.
Pierre

Intéressante technique. C'est rigide dans les deux directions ou bien qu'une seule, comme le carton ondulé ?

Ce qui devient intéressant c'est de dissocier les trois peaux, de faire un moule de chaque puis de ré-assembler les peaux faite en carbone-kevlar.

Ou bien cuire celles-ci à plus de 1000° sous atmosphère de diazote, puis une fois carbonisées, les imprégner avec une résine époxy   

En autoclave....

Salut,
Contrairement au carton ondulé, les sinusoïdes sont décalées (déphasées) à chaque couche produite (cela ne se voit pas bien sur l'image). On a une rigidité dans les 2 directions, peut être un peu moins en diagonale. Il faudrait peut-être prévoir un déphasage sinusoïdal pour éviter cela, mais je ne crois pas que ce soit nécessaire.
Pour les 3 couches carbone, nous n'avions pas pensé à cela. Mais comme toute "nouvelle" technique à disposition, je crois aussi que cela ouvre tout un champs de possibilités à explorer.
Très vraisemblablement, on pourra prochainement ajouter des fibres de carbone dans la matière extrudée (soit des fibres courtes, cela se fait déjà, soit carrément de la fibre continue, il y a également des projets). Restera "juste" le fait que la solidité selon la hauteur sera nettement moindre. Mais est-ce bien nécessaire ? Est-ce souhaitable ? (pas évident de recycler le carbone/epoxy actuellement).
Pierre