Oscillation de l'axe Z

Lorsque vous subissez des oscillations sur l'axe Z, vous verrez ce qui ressemble à des décalages de couches mineurs répétés, parfois à chaque couche. Si l'oscillation est minime, cela peut simplement donner l'impression que la surface d'impression n'est pas propre. Vous pouvez affiner tous les réglages du trancheur correctement, mais cela ne résoudra pas ce problème. Il s'agit d'un problème du cadre de votre imprimante et non d'un problème de réglages.

Serrer l'ensemble chariot extrudeur et hotend

C'est probablement la cause la plus courante d'une impression qui paraît instable. Votre chariot d'extrudeur bouge et vibre constamment pendant l'impression, ce qui fait que des vis se desserrent avec le temps. C'est particulièrement fréquent sur les pièces imprimées en 3D, puisque leurs tolérances ne sont pas aussi strictes que celles des chariots et extrudeurs produits en série. Cela posera bien moins de problème avec un extrudeur E3D et un hotend E3D sur une machine à plus de 3 000 $ qu'avec une Prusa i3 d'entrée de gamme à 200 $ avec des pièces imprimées.

C'est parce que les machines plus chères ont généralement des composants de meilleure qualité maintenant l'ensemble. Les machines d'entrée de gamme utilisent des pièces imprimées avec de petites imprécisions de tolérance, et peuvent même utiliser des colliers de serrage (zip ties) pour maintenir les courroies et les roulements en place. Ces colliers peuvent s'étirer avec le temps et entraîner un chariot qui n'est pas solidement fixé.

Vérifiez fréquemment si vous pouvez facilement bouger ou faire vibrer votre montage hotend/extrudeur. Laissez refroidir le hotend à la température ambiante et saisissez littéralement le hotend pour essayer de le déplacer. Ne soyez pas brutal, donnez-lui juste un petit choc. Si vous voyez le chariot ou Z-Axis Wobble 313 le hotend vibrer ou avoir du jeu, vous devrez corriger cela pour éliminer le problème. Les machines dont le hotend n'a aucun jeu donnent le moins d'oscillations en Z.

Si vous le pouvez, vous devrez probablement serrer les vis/boulons qui maintiennent l'extrudeur ou le hotend sur le chariot. Si le serrage ne résout pas le problème, vérifiez si vos pièces imprimées sont usées ou hors tolérance. Si c'est le cas, vous devrez les réimprimer. Sinon, vous pouvez passer à la solution suivante. Remplacer les roulements anciens/usés et s'assurer que les roulements et rouleaux sont bien solidarisés

Si votre chariot vibre lorsque vous essayez de le déplacer manuellement, mais que tout votre chariot d'extrudeur et votre hotend sont solidement montés, il se peut que vos roulements se soient desserrés avec le temps. Comme vous pouvez l'imaginer, c'est bien plus courant avec des roulements en plastique qu'avec des roulements métalliques.

Ce problème de roulement concerne spécifiquement les imprimantes avec tiges linéaires, pas les rails linéaires ou les profilés en aluminium avec rouleaux. Les rails linéaires sont préférés et n'ont pas ce problème. Pour les imprimantes avec rouleaux, comme celles sur une Ender 3, vous voudrez faire tourner l'écrou du rouleau afin qu'il tienne fermement le profilé en aluminium. Vous ne voulez pas que vos rouleaux tournent librement. Cet écrou n'est pas du type «à droite on serre». Il exercera plus de pression d'un côté et moins de l'autre, donc une rotation complète ramènera au point de départ. Tournez jusqu'à ce que le rouleau soit maintenu fermement, et faites cela pour tous les axes.

Lors de ce test de vibration sur une imprimante avec tiges lisses, vous devriez pouvoir voir s'il y a un petit jeu dans les roulements X.

Le remplacement des roulements sur une imprimante de 2 ans a résolu le problème instantanément. C'était sur des Lulzbot TAZ 5 qui utilisaient des roulements en plastique. Les roulements de remplacement n'avaient aucun jeu et serraient fermement les tiges linéaires.

Si vous utilisez une machine moins chère qui utilise des colliers de serrage ou quelque chose de similaire pour maintenir les roulements en place, vous devrez les remplacer par de nouveaux colliers, ou trouver une pièce en ligne à imprimer qui maintiendra les roulements serrés. La plupart en sont venus à préférer les rails linéaires simplement pour réduire la probabilité que cela devienne un jour un problème.

S'assurer que votre hotend et votre buse sont correctement montés et serrés

Chaque montage de hotend doit être assemblé d'une manière légèrement différente, mais tous exigent un serrage final avec le hotend chauffé.

Lorsque le hotend chauffe, le métal se dilate et peut provoquer de petites ouvertures au niveau de la buse/bloc chauffant autrefois serrés. Cela peut entraîner des vibrations du bloc chauffant pendant l'impression, provoquant une vilaine oscillation Z dans votre impression. Si vous remarquez que votre bloc chauffant est lâche lorsqu'il est chaud, ou que vous devez constamment nettoyer la buse d'un excès de matériau, vous devrez probablement serrer ces pièces.

Nous suggérons toujours d'effectuer le serrage final de votre buse et du bloc chauffant lorsqu'ils sont chauffés à 240 °C, en utilisant des gants et des outils appropriés. Rappelez-vous que vous avez une forte probabilité de vous brûler, donc ne faites cela qu'avec une extrême précaution. Si vous serrez le hotend/la buse à température ambiante, vous constaterez qu'ils ne seront pas serrés à 240 °C.

Vous devez néanmoins veiller à ne pas trop serrer quoi que ce soit. Nous avons cassé pas mal de blocs chauffants, buses et corps de rupture thermique à force de trop serrer. Ces pièces, surtout lorsqu'elles sont chaudes, peuvent facilement se casser sous la pression. Lorsque vous serrez votre buse avec le hotend chauffé, assurez-vous de ne serrer que jusqu'à ce que la buse et le bloc chauffant ne soient plus lâches et ne puissent pas se dévisser pendant l'impression – ne forcer pas.

Si votre hotend continue de vibrer et que vous vous êtes assuré que son maintien est solide, vous devrez probablement mettre à niveau ou remplacer votre buse, bloc chauffant ou l'ensemble du hotend. Les pièces mal fabriquées n'ont pas des tolérances serrées et peuvent entraîner ces jeux dans vos filetages. Vous pouvez essayer d'économiser de l'argent si vous le souhaitez, mais nous recommandons d'acheter auprès de fabricants réputés pour cette raison.

Assurez-vous que le plateau d'impression est bien fixé

Tout comme pour le chariot d'extrudeur et les roulements, vous devrez vous assurer que votre plateau d'impression ne présente aucune vibration. Ce ne sera pas un problème avec les machines CoreXY, puisque le plateau ne se déplace que verticalement.

Sur une machine cartésienne, le jeu ou les vibrations du plateau d'impression entraîneront des oscillations en Z, tout comme les vibrations du hotend. Quand l'imprimante n'imprime pas et que le plateau est à température ambiante, secouez-le bien vers le haut et vers le bas et de gauche à droite. Le plateau ne doit pas bouger autrement que par le mouvement global de la machine. Si le plateau a du jeu dans les roulements, rouleaux ou attaches, cela devra être corrigé.

Sur des vieilles machines DIY bon marché, les attaches du plateau d'impression étaient fixées aux roulements par des colliers de serrage. Ces colliers semblent s'étirer après environ un à deux mois d'impression.

Tout comme pour le chariot, vous devrez remplacer tout roulement plastique qui s'est usé avec le temps (sauf si vous utilisez un système de rail linéaire). Pour les imprimantes avec rouleaux comme l'Ender 3, faites tourner l'écrou jusqu'à ce que les rouleaux tiennent fermement le cadre.

Enfin, assurez-vous que les pièces connectant les roulements au plateau d'impression sont bien serrées et conformes aux tolérances. Retirez votre verre ou autre surface d'impression, puis serrez toutes les vis qui relient l'ensemble. Celles-ci, comme toutes les autres vis, se desserrent avec le temps.

Serrer toutes les courroies

Outre la vérification que tous les supports sont serrés et qu'il n'y a aucune vibration sur l'extrudeur et le plateau, la cause suivante la plus courante d'oscillation Z est une courroie lâche.

Comme expliqué ailleurs dans nos astuces d'impression 3D, il est possible de trop serrer une courroie, mais c'est assez difficile à faire sur des machines bas de gamme où la courroie est simplement maintenue par des colliers. Les courroies des axes X et Y doivent être très élastiques au toucher sans affaissement.

S'il y a un affaissement dans votre courroie, vous devrez la serrer. Pour les machines bas de gamme non améliorées, coupez le collier qui maintient la courroie, saisissez une pince et tirez pour tendre pendant que vous mettez un nouveau collier. Assurez-vous que la courroie est plus tendue qu'auparavant et que le collier pince bien afin que la courroie ne glisse pas.

Nous suggérons toujours d'ajouter un tendeur de courroie aux imprimantes qui n'en ont pas, et heureusement la populaire Ender 3 V2 en est équipée d'origine. Serrez simplement ces courroies jusqu'à ce qu'elles soient élastiques au toucher. Une courroie lâche conduira certainement à des oscillations en Z et à d'autres problèmes.

Serrer les courroies

Il y a probablement un fichier sur Thingiverse pour votre configuration spécifique si vous n'avez pas ces boutons de serrage de courroie.

Soyez prudent lorsque vous en ajoutez un, car vous pourrez désormais trop serrer. Tournez simplement le bouton jusqu'à ce que la courroie soit très élastique au toucher. Il n'existe pas de méthode scientifique réelle pour cela, vous voulez juste vous assurer qu'il n'y a absolument aucun affaissement.

Vérifier les tiges branlantes ou pliées

L'utilisation de tiges Z fines filetées M5 ou M6, au lieu de tiges plus épaisses M8 ou tiges filetées M10, peut entraîner des oscillations ou des pliures des tiges au fil du temps. Passer à des tiges filetées M10 plus épaisses offre une amélioration substantielle, minimisant l'oscillation Z et prévenant les tiges pliées.

L'instabilité est facilement observable en déplaçant l'imprimante de haut en bas le long de l'axe Z. Les tiges Z qui oscillent peuvent être stabilisées à l'aide d'accouplements anti-oscillation ; toutefois, ceux-ci ne remplacent pas le remplacement des tiges pliées ni la mise à niveau vers des tiges filetées plus épaisses. Les tiges fortement pliées, bien que rares sauf si la machine est fréquemment transportée, nécessitent un remplacement.

Plusieurs modèles disponibles sur Thingiverse et ailleurs, comme l'« anti-wobble coupling » de toolson, peuvent aider à atténuer les oscillations des tiges filetées de l'axe Z ; ils fonctionnent efficacement, mais ils ne peuvent pas réparer une tige réellement pliée, et la mise à niveau vers des tiges filetées plus épaisses offre une meilleure solution.

Ajouter un écrou anti-jeu à ressort

Ces écrous anti-jeu sont normalement destinés uniquement aux tiges filetées plus épaisses, et ils aident beaucoup à prévenir tout jeu lors des mouvements verticaux de l'axe Z.

C'est un peu confus à expliquer, mais avec ces ressorts et écrous ajoutés, vous pouvez vous attendre à beaucoup moins de vibrations et à des impressions ayant moins l'apparence d'oscillation Z. Veuillez noter le pas de votre tige filetée car vous devrez vous assurer que vos pièces anti-jeu ont le même pas. La majorité des tiges de 8 mm ont un pas de 2, mais vous devrez confirmer avec les spécifications de votre imprimante (ou avec la pièce que vous achetez en ligne lors de la mise à niveau).

Assurez-vous également que vous pouvez effectivement utiliser ces éléments sur l'imprimante à laquelle vous les ajoutez.

Lubrifier les tiges de guidage et les tiges filetées

Les tiges de guidage des axes X et Y doivent être suffisamment lisses pour que les deux chariots puissent se déplacer librement (lorsque vous utilisez une imprimante à tige linéaire). Vos tiges de guidage de l'axe Z (celles qui ne sont pas filetées) doivent également être suffisamment lisses pour que le chariot se déplace en Z sans sauts ni blocages de roulements. La plupart des imprimantes utilisent des roulements auto-lubrifiants, mais même ceux-ci nécessiteront une lubrification après des impressions fréquentes. Si vos roulements se bloquent ou ont du mal à se déplacer pendant l'impression, vous pouvez rencontrer des oscillations sur l'axe Z.

Lubrifier l'imprimante 3D

Prenez de la graisse au lithium blanche et appliquez-la avec un chiffon sur ces tiges de guidage non filetées. Déplacez le chariot sur tous les axes afin qu'elle s'étale sur vos roulements. Cela devrait aider à résoudre le problème.

Encore une raison de préférer les rails linéaires : ils ne devraient pas nécessiter de lubrification supplémentaire.

En plus des tiges lisses, vous devriez aussi ajouter un peu de lubrifiant sur les tiges filetées/vis de translation. Prenez simplement de la graisse au lithium sur un chiffon et frottez de haut en bas. Vous voulez vous assurer que ces tiges filetées ne soient pas complètement sèches au toucher.

Assurez-vous que le lit peut se déplacer librement d'avant en arrière

Comme mentionné dans la Page Déplacements de couches si vous serrez trop un ou plusieurs coins de votre plateau d'impression, vous aurez beaucoup de difficulté à déplacer le lit d'avant en arrière (bien sûr uniquement sur les machines cartésiennes). Cette difficulté à bouger peut entraîner des pas manqués par les moteurs pas à pas provoquant des décalages de couches, mais peut aussi causer des oscillations en Z. Vous devez vous assurer que votre lit peut se déplacer facilement sans trop de friction.

Votre pièce est-elle trop haute et fine ?

Ce problème n'apparaîtra pas aussi souvent sur une machine CoreXY, mais sur les imprimantes 3D cartésiennes où le plateau est déplacé d'avant en arrière, une pièce haute et fine peut finir par osciller. Vous pouvez utiliser autant de bordure (brim) que vous voulez avec l'adhésion parfaite au plateau, mais si vous imprimez une pièce très haute et fine, elle oscillera probablement lorsque le plateau sera déplacé d'avant en arrière.

Cette oscillation fera que le haut de votre impression présentera cette oscillation en Z, tandis que le bas de votre impression semblera correct.

Pour être honnête – il n'y a pas de solution parfaite. Vous pouvez concevoir manuellement des ancres sur votre pièce afin qu'au fur et à mesure de sa hauteur elle soit mieux maintenue, mais imprimer une pièce très haute et fine telle quelle donnera probablement lieu à cette oscillation Z.

Si vous ne pouvez pas concevoir d'ancres supplémentaires, vous êtes souvent obligé de couper des pièces d'affichage extrêmement fines en deux, pour les coller ensemble après impression.

Voici un résumé de la façon d'ajouter une ancre très simple à votre pièce via Cura.

Ancrer des pièces :

Il existe probablement de meilleures manières d'empêcher les vibrations des pièces hautes et fines, mais la façon la plus simple que nous connaissons est d'ancrer votre impression dans Cura.

Voici un exemple de deux épées fines d'un modèle Deadpool. En n'ajoutant aucune ancre, une machine cartésienne ferait osciller le plateau d'avant en arrière et rendrait la moitié supérieure de ces épées extrêmement moche (si elles n'étaient pas complètement renversées).

Cura permet désormais d'importer un second modèle qui intersecte votre impression principale. Il permet également d'imprimer une pièce entièrement comme support. Cela signifie que vous pouvez ajouter un deuxième objet qui sert uniquement de support pour votre structure principale.

Cura Impression 3D

Le rectangle de l'exemple ci-dessus est mince, il ne prendra donc pas trop de matériau, mais il étendra l'ancrage pour l'épée. Après avoir importé une forme adaptée à votre modèle, vous pouvez choisir le modèle et cliquer sur « Paramètres par modèle » puis « Imprimer en tant que support »

Après avoir transformé la forme en « Imprimer en tant que support », vous pouvez alors la glisser sur votre impression haute et fine.

Comme vous pouvez le voir en « Mode couche », toute cette forme est désormais une structure de support qui peut aider à ancrer votre impression haute et fine afin d'empêcher cette oscillation d'avant en arrière.

Comme mentionné – il y a probablement d'autres façons de faire cela, ceci est juste la méthode la plus simple que nous connaissons puisqu'elle vous permet de le faire directement dans votre logiciel de tranchage.

Résumé des corrections et précautions • Serrez toutes les vis et boulons qui relient votre hotend à votre imprimante. • Vérifiez si vous devez remplacer des pièces imprimées du chariot de votre extrudeur. • Réduisez tout jeu dans le chariot de l'axe X. • Remplacez les roulements anciens ou usés sur les machines à tiges linéaires. • Serrez les rouleaux sur les imprimantes avec un cadre en profilé d'aluminium (comme l'Ender 3). • Serrez votre montage hotend lorsqu'il est chauffé à 240 °C, en veillant à ne pas trop serrer. • Éliminez tout jeu dans votre plateau d'impression, y compris en remplaçant les roulements et en serrant toutes les attaches. • Serrez les courroies des axes X et Y. Il ne doit y avoir aucun affaissement. • Si vous utilisez une tige Z filetée fine, imprimez une pièce qui peut aider à guider et réduire l'oscillation. • Si possible, passez à des tiges filetées épaisses M8 ou M10. • Remplacez toute tige d'axe Z physiquement pliée. • Lubrifiez toutes les tiges de guidage et filetées. • Confirmez que le plateau peut se déplacer en douceur. • Si votre pièce est simplement trop haute et fine pour ne pas osciller – vous devrez peut-être la couper en deux ou concevoir manuellement des ancres. • Envisagez une machine CoreXY à rails linéaires lorsque vous souhaiterez effectuer une mise à niveau à l'avenir.