Projet Imprimante 3D KUBI. BONARDI Anthony GOMEZ Jérémy QUENOT Justine SAPPEY Arnaud GARDEL Thomas NICOLLE Florian ROUXEL Yann

Transcription

1 Projet Imprimante 3D KUBI BONARDI Anthony GOMEZ Jérémy QUENOT Justine SAPPEY Arnaud GARDEL Thomas NICOLLE Florian ROUXEL Yann 1

2 L impression 3D Le principe - Générer rapidement et facilement une pièce physique Le procédé choisi - Méthode de dépôt de fil 2

3 L impression 3D Système général Tête d impression Châssis Plateau 3

4 L impression 3D 4

5 Sommaire I) Analyse du sujet a) Cahier des charges b) Organisation et répartition du travail c) Analyse des mécanismes existants II) Conception de l imprimante a) Choix de solutions b) Conception des sous ensembles c) Commande du système III) Concrétisation de l imprimante a) Réalisation et financement b) Assemblage c) Tests IV) Conclusion 5

6 I) Analyse du sujet II) Conception III) Concrétisation IV) Conclusion A) Cahier des Charges Problématique - Rendre l impression 3D accessible IUT Contraintes et objectifs - Volume utile 200*200*200 - Structure rigide -Utilisation possible par tous -Cratérisation Fonction -FC1: Réaliser au maximum avec les moyens de l IUT -FC2: Limiter les coûts -FC3: Utiliser un maximum d éléments standards 6

7 B) Organisation et répartition du travail Phase 1 Tâches / Semaine Attribuer les fonctions Rédiger cahier des charges Veille techno Rédiger le planning Recherche des composants Commande des composants Rechercher de solutions Soutenance 1 Conception détaillée Conception détaillée Phase 2 Usinage Assemblage Tests Mise au point / réglages Soutenance 2 7

8 C) Analyse des mécanismes existants Démarche d analyse Elément de structure Rigidité Elément standards Précision Systèmes simples Châssis. Guidages en translation Transmission de mouvement Coût 8

9 C) Analyse des mécanismes existants Structure Cubique Structure Triangulaire 9 Structure Rectangulaire

10 C) Analyse des mécanismes existants Moteur pas à pas Systèmes de guidage Structure Transmissions 10

11 II) Conception de l imprimante Schéma cinématique retenu -Rigidité -Encombrement -Précision Z Y X 11

12 Démarche de conception Dimensions Précision Cotes Jeux Surfaces fonctionnelles Forme simple Choix éléments standards Positionnement dans l espace Création de pièce Coût Usinage

13 A) Choix de solutions Châssis Profilé aluminium 20*20 + éléments standards de fixation -Facilité d assemblage -Facilité de fixation des éléments extérieurs -Section de profilé suffisante Structure cubique -Rigidité -Cartérisation -Coût 13

14 A) Choix de solutions Douilles à billes + Tiges lisses Guidages -Facilité d assemblage -Coût 14

15 A) Choix de solutions Transmission Liaison hélicoïdale Vis / écrou M8 -Facilité de conception -Coût -Moins de frottements -Meilleur coefficient -Rotulage 15

16 Extrudeur Châssis Guidage sur X Guidage sur Z 16 Guidage sur Y Plateau Y

17 B) Conception des sous ensembles Guidage en Y Protection de la buse Réglage de la planéité du plateau Surface fonctionnel 17

18 B) Conception des sous ensembles Réalisation en deux pièces Guidage en Z Couple Problème poids Re-conception 18

19 B) Conception des sous ensembles Guidage en X Changements effectués: -Axe X à l horizontale -Equilibrage des masses 19

20 B) Conception des sous ensembles Bloc extrudeur Poulie Entretoise centrage de moteur Roulement Moteur 20

21 B) Conception des sous ensembles Problèmes d hyperstatisme: 2 méthodes de résolution Jeu dans les liaisons Liaisons sans nécessité de précision Réglage au montage Eléments précis 21

22 C) Commande du système Electronique: Les différents composants 1 Microcontrôleur (Cerveau de l imprimante) 1 Carte de commande (Distribue la puissance électrique) 22

23 C) Commande du système Electronique: Les différents composants 5 Moteurs pas à pas 1 Ventilateur 1 Buse chauffante 3 Capteurs de fin de course 23

24 C) Commande du système Démarche de programmation Fichier CAO Enregistrement en format STL Réparation du fichier STL Découpage en «tranches» Génération d un programme en G-code Impression 3D 24

25 C) Commande du système Logiciel : Solidworks - CAO - Réalisation de la pièce -.STL 25

26 C) Commande du système Logiciel : Netfabb Studio Basic - Réparation des fichiers.stl - Gain de temps 26

27 C) Commande du système Logiciel : Repetier-Host Changer le G-code / Pilotage manuel / Réglages secondaire 27

28 C) Commande du système Logiciel : Slic3r -.STL.G-code - Quantité de matières à extruder 28

29 C) Commande du système Logiciel : Marlin - Microprogramme - Interprétation du g-code Logiciel : Arduino - Programmation - Editeur de code 29

30 III) Concrétisation de l imprimante A) Réalisation et financement Budget IUT Estimation Sponsoring Total + 150

31 A) Réalisation et financement Fabrication Définition des bruts Usinage : - 13 plaques : simples et peu précis - 5 guidages : simples avec entraxe précis - Plaque extrudeur : précision du logement pour le roulement - Poulie + axe de réglage - 3 supports fin de course simple - Axe bobine Déroulement Efficace, pas de difficultés majeures, bonne participation du groupe 31

32 B) Assemblage de l imprimante 32

33 C) Tests Premiers essais Problèmes rencontrés Vitesses de déplacements trop élevées Extrudeur qui n entraine pas le fil Buse fragile Pièces réalisées malgré les problèmes 33

34 I) Analyse du sujet II) Conception III) Concrétisation IV) Conclusion III) Conclusion Projet réalisé en autonomie Objectif atteint Impression d une pièce! 34 Nous sommes fiers du résultat!

35 I) Analyse du sujet II) Conception III) Concrétisation IV) Conclusion Pour la relève Revoir la conception du bloc extrudeur Optimiser les guidages Optimiser les transmissions de mouvement 35 Prenez-en soin

36 Remerciements M. JANOD : Responsable projet L entreprise INITIAL : Soutient financier M. BOITEL : Connaissances en logiciels informatiques Service communication de l IUT : Réalisation de la plaquette 36