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RepRap

Se préparer à monter sa RepRap

Une fois arrêté le choix du modèle de machine que vous désirez construire, il vous faudra préparer la construction, en rassemblant un certain nombre d'éléments nécessaires.

L'atelier et l'outillage

Le montage d'une RepRap impose un endroit où la construire et la stocker ainsi que l'utilisation d'un certain nombre d'outils.

L'atelier

Même s'il est a priori possible de monter une imprimante 3D sur la banquette d'un tramway, ça ne sera pas forcément pratique du fait des arrêts intempestifs, voire de l'arrivée régulière au terminus.

Il est donc très fortement conseillé de consacrer un espace à la fabrication. Cet espace n'a pas besoin d'être très grand. Une table suffira. Prévoyez évidemment une place assez grande pour contenir la machine une fois construite, et idéalement le double, pour pouvoir tourner autour et poser les pièces à assembler.

Quelques boîtes de rangement seront également utiles pour stocker les ingrédients ou les outils, voire la machine en cours de montage, lors des repas dominicaux avec la belle famille. Ayez bien à l'esprit que les pièces d'une RepRap sont pour certaines très petites, parfois rares, et qu'elles ont une tendance à se jeter sous les commodes ou les armoires normandes.

Votre espace de travail gagnera aussi à être bien éclairé, car certaines étapes requièrent un travail minutieux.

L'outillage

Le montage d'une RepRap en kit ne nécessite en général pas beaucoup d'outils. L'essentiel se résume à :

  • un jeu de clé Allen ;
  • un jeu de clé plates ;
  • quelques pinces de petite taille ;
  • un nécessaire à souder l'électronique (fer, étain, troisième main) en cas d'électronique autoconstruite ;
  • une pince à sertir (on peut se débrouiller sans mais c'est quand même plus pratique) ;
  • un petit étau ;
  • des ciseaux ;
  • un pied à coulisse pour différentes mesures ;
  • un multimètre.

Pour certains modèles et en fonction du kit que vous achèterez :

  • des tarreaux (2 & 3mm) et un ensemble de filières ;
  • une scie à métaux (pour couper des tiges filetées pour la Prusa par exemple) ;

Évidemment, comme les RepRaps sont autoréplicantes, une autre RepRap peut aider pour imprimer directement les pièces nécessaires, si on ne veut pas les acheter.

Plans et documentations

Le projet RepRap se rassemble autour d'un wiki (site collaboratif) qui répertorie la plupart des différents types de machines et leur description : il s'agit de http://reprap.org. Même si l'essentiel de ce site est en anglais, un certain nombre de pages sont traduites en différentes langues, dont le français. Sur ce site vous trouverez beaucoup d'informations utiles.

Liste du matériel nécessaire

En Anglais vous trouverez cela sous le terme de bill of materials. Cette liste est évidemment très importante. Elle est souvent découpée en deux ou trois parties :

  • pièces imprimées (printed parts) ;
  • "vitamines" (vitamins) : les autres pièces mécaniques, comme les écrous ou les courroies ;
  • l’électronique : les moteurs, contrôleurs, câblages et carte de contrôle.

La documentation de montage

En Anglais vous trouverez cela sous le terme de assembly guide. Elle est parfois découpée suivant les différentes parties de la machine. Elle est souvent illustrée par de nombreuses photos qu'il est utile de parcourir complètement pour avoir une idée de l'ensemble du processus. Ne soyez pas effrayé en voyant des étapes avancées qui vous paraissent incompréhensibles. En avançant pas à pas, vous comprendrez progressivement l'ensemble du processus.

Au fil de la construction, et même après, vous vous poserez sans doute des questions sans réponses sur le site. N'hésitez pas à fouiller et interroger le forum situé à l'adresse http://forums.reprap.org/. Si l'anglais vous rebute, il existe un groupe d'usagers francophones situé à http://forums.reprap.org/list.php?110. Des informations plus complètes à ce sujet sont disponibles dans le chapitre "Où trouver de l'aide ?", plus loin dans cet ouvrage.

Pièces pour la machine

Plusieurs solutions s'offrent à vous pour vous approvisionner en pièces. Le choix d'une ou l'autre dépendra de votre ambition d’autoconstruction, de votre temps disponible et de vos possibilités financières.

Pièce par pièce

Si vous disposez de peu d'argent et de beaucoup de temps, cette solution est la plus adaptée. Le jeu sera pour vous de chiner, de fouiller pour trouver les différents composants chez des fournisseurs divers, parfois locaux. Cette solution est la moins rapide mais elle donne plus la sensation de s'approprier le matériel et la machine. Certaines pièces spécifiques sont parfois dures à trouver et vous serez peut-être amené à les fabriquer vous-même. Cette voie réclame donc plus d'engagements et de motivation que l'autre.

Récupération

Certaines pièces peuvent être récupérées, notamment dans des imprimantes 2D (le chapitre "Pourquoi construire son imprimante?" en fait état) qui regorgent de poulies, de courroies, de tiges lisses et parfois de moteurs pas-à-pas. Il s'agit précisément des ingrédients les plus spécifiques et pointus. Il faut néanmoins être assez à l'aise avec le bricolage car vous serez peut-être amené à modifier quelques détails de la conception de la machine pour adapter vos pièces récupérées.

Cette démarche, même si elle est plus difficile est aussi plus gratifiante car elle vous fait participer au recyclage de rebuts électroniques et vous emmène plus loin dans la réappropriation de la technologie.

Kits complets

Cette solution est la plus simple, la plus rapide et souvent celle choisie par les débutants, car un kit complet contient toutes les pièces nécessaires à la construction de la machine. Par contre il vous empêche parfois de choisir certains détails, comme la taille de la buse ou le type d'électronique de contrôle et vous rend plus dépendant de votre fournisseur.

Les logiciels

Comme l'imprimante 3D fait le pont entre le monde numérique (informatique) et réel (celui des objets et des créatures), elle utilise à diverses étapes des logiciels.

La chaîne logicielle dune RepRap

Ce schéma synthétise les différentes sortes de logiciels nécessaires pour monter sa RepRap. Évidemment l'ensemble de ces logiciels est libre.

Visualisation et modélisation 3D

Il sera intéressant de se munir d'un logiciel 3D, comme Blender pour vous permettre de visualiser des pièces 3D. Blender (http://www.blender.org ) servira surtout pour modéliser des objets ou consulter des objets téléchargés. Vous pouvez vous familiariser avec ce logiciel à travers le livre  "Blender pour l'impression 3D" de flossmanuals (http://fr.flossmanuals.net/blender-pour-limpression-3d/).

Pour la conception de pièces mécaniques et pour les usagers plus à l'aise avec la logique de construction par solides, Openscad est facile d'abord et très puissant (http://www.openscad.org/).

Freecad est également un logiciel très complet, encore en cours de développement, mais qui a l'ambition d'offrir une chaîne d'outils particulièrement complète et pointue en matière de CAD* (http://www.freecadweb.org/index-fr.html).

Générateur de G-Code

Pour passer du modèle 3D à une suite d'instructions de construction destinées à la machine, le générateur de G-Code* est indispensable. Vous découvrirez d'ailleurs plus loin qu'il constitue une des étapes clés de l'impression. Dans les ressources que vous trouverez en anglais, cette étape est nommée slicing (ou saucissonnage). Elle constitue la découpe de l'objet en fins étages, les calques (ou layers) correspondent chacun à une couche de plastique déposée par la buse. Cette opération n'est pas triviale et implique de nombreux calculs mathématiques assez poussés (pas pour l'usager mais pour l'ordinateur). C'est pourquoi ces logiciels sont plus ou moins rapides et plus ou moins conviviaux à utiliser.

Ce type de logiciel produit donc du G-Code, directement interprétable par le micrologiciel de la RepRap. Certains générateurs de G-Code sont directement intégrés dans le pilote d'impression (voir plus loin). Les principaux sont :

  • Slic3r : en cours de développement très actif, il a le double avantage de proposer une approche intuitive et des réglages pointus. Il est recommandé par de nombreux membres de la communauté (http://slic3r.org/).
  • Cura : développé par l'entreprise Ultimaker (et néanmoins opensource), ce logiciel intègre le générarateur de G-code dans le pilote d'impression. (http://software.ultimaker.com/).

Vous pouvez consulter une liste exhaustive des générateurs de GCode sur : http://reprap.org/wiki/CAM_Toolchains#G-code.2C_Etc._Compilers

Pilote d'impression

Le pilote d'impression (ou RepRap Driver) sert à piloter l'imprimante depuis l'ordinateur à l'aide d'une interface graphique. Ce logiciel offre souvent la possibilité d'actionner les différents organes de la machine "manuellement" (déplacement des axes, extrusion, mise en chauffe de la buse et du lit chauffant). Par ailleurs il est utilisé pour visualiser puis envoyer à l'imprimante des fichiers que l'on veut lui faire imprimer.

Il existe un grand nombre de pilotes de RepRap mais les plus utilisés sont :

  • Cura : comme expliqué dans la section suivante, il intègre un générateur de GCode et un pilote d'impression. Assez simple d'abord, il n'offre néanmoins pas de pilotage manuel de la machine.
  • Repetier existe aussi, mais il vaut mieux que vous ne le répétiez pas... http://www.repetier.com
  • PrintRun, appelé aussi Pronterface est le pilote le plus pratique et le plus développé du moment. Il offre un contrôle manuel total de la machine, une possibilité d'envoyer du G-code manuellement et une intégration avec Slic3r. Il est aussi possible d'utiliser ses modules pour piloter la machine en ligne de commande ou via des scripts. http://reprap.org/wiki/Printrun/fr.

Micrologiciel (firmware)

Pour certaines électroniques de contrôle, le logiciel Arduino sera nécessaire pour téléverser le micrologiciel de pilotage (ou firmware) sur la carte de contrôle (se référer au chapitre "Configurer"). Le firmware en lui-même est souvent associé au type de carte électronique utilisé. Vous trouverez plus d'infos dans le chapitre suivant.

La préparation psychologique

Vous vous engagez dans un processus initiatique qui réclame du temps, au cours duquel vous rencontrerez des déceptions et des découragements, mais au terme duquel vous ressortirez grandi, en pouvant dire à votre voisin "oui j'ai fabriqué ma propre petite usine". Faites du sport car vous n'en ferez pas beaucoup pendant la construction. Profitez de vos enfants, de votre compagn(on), faites donc un petit voyage. Vous allez rentrer dans un tunnel duquel vous ressortirez transformé.

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