Laboratoire 3Dnatives : comment optimiser votre MakerBot Replicator 2 ?

Nous vous annoncions la semaine passée le lancement du laboratoire 3Dnatives composé de notre machine de référence, la MakerBot Replicator 2. Aujourd’hui, on vous dévoile tout sur les capacités réelles de cette imprimante et les possibilités d’évolution de celle-ci car OUI, bien que le modèle de MakerBot sort du contexte de l’Open Source, ce n’est pas pour autant qu’il est impossible de la faire évoluer !

Esthétiquement parlant, il n’y a pas grand-chose à redire sur la machine. La structure du châssis est solide et la finition est à la hauteur mais qu’en est-il de la conception et des composants ? Sur ce point de vue, le discours est quelque peu différent, car après avoir passé près d’un an à essayer d’en tirer le maximum, force est de constater que MakerBot aurais pu mieux faire…

Les problèmes rencontrés

L’extrudeur d’origine des premières Replicator 2

Le premier problème et non des moindres, concerne les versions initiales de la Replicator 2, alors équipées d’un extrudeur de type « Delrin ». Cet extrudeur, beaucoup trop rigide car basé sur une simple vis, exerçait une pression constante sur le filament, or trouver une bobine de filament avec un diamètre constant de 1.75 mm relève du miracle…

Ce problème n’en est plus un, car MakerBot livre dorénavant ses imprimantes avec une version améliorée de l’extrudeur, qui utilise cette fois un ressort permettant d’adapter la pression sur le filament en fonction du diamètre de celui-ci (n’espérer tout de même pas utiliser du filament de 3mm avec la Replicator 2).

Pour votre information, sachez que ce kit de remplacement est disponible gratuitement ici (hors frais de port).

Un autre problème de conception est lié à l’utilisation de câble de type « nappe IDE » pour alimenter les moteurs des axes X et Y. Ce type de câble n’offre que peu de souplesse pour s’adapter aux contraintes des allers-retours du chariot d’impression, et a donc une fâcheuse tendance à se dégrader dans le temps. Les symptômes sont assez parlants (pour ne pas dire bruyants) : si votre chariot d’impression semble faire du sur-place, se met à trembler et à émettre un bruit assourdissant, c’est qu’il est grand temps de commander, via le support de MakerBot, un nouveau jeu de câble.

Le dernier soucis vient du thermocouple, qui s’occupe principalement de transmettre la température entre la carte mère et la buse d’impression. Sur notre imprimante, ce câble avait tendance à entraîner de faux contacts, provoquant alors des messages d’erreur et interrompant le processus d’impression. Là aussi, un simple email au support de MakerBot et nous avons reçu un nouveau câble, 3 fois plus gros que celui d’origine…

Ci-dessous, un exemple de message d’erreur (photo de droite) et le câble en question, de couleur brune (photo de gauche) :

 Le plateau de construction

Le plateau d’origine en acrylique

Le plateau de construction livré avec l’imprimante est un plateau froid (non chauffant donc) en acrylique, qu’il est possible de retourner ou non pour l’impression … Soit on choisit le côté lisse pour obtenir une première couche bien plane, soit on choisit le côté avec le logo de MakerBot incrusté. Bien entendu, ce logo sera visible sur votre objet une fois celui-ci imprimé… Malheureusement, l’acrylique a la particularité de se déformer au cours du temps, en fonction des contraintes qu’il va subir. Si vous avez eu la chance d’obtenir un plateau parfaitement plat à la livraison, il y a fort à parier qu’il ne le restera pas très longtemps…

L’alternative la plus répandue actuellement est l’utilisation du verre en guise de plateau de construction. Pour notre part, nous avons commandé un plateau de 8 mm d’épaisseur dans un grand magasin de bricolage. Un côté de ce plateau est alors recouvert d’une couche de laque pour cheveux (pour que le PLA adhère bien au plateau) et nous avons recouvert la seconde face par de l’adhésif de chez Tesa (modèle 4309) pour imprimer des matières comme le bois ou le Laybrick qui ont la particularité de ne pas se déformer lors de l’impression de grand objet.

Nous avons aussi ajouté à notre panoplie de plateaux un modèle en Garolite G11 (aussi connu sous le nom de Tufnol) spécialement destiné à l‘impression du nylon (Taulman 618, 645 et T-Glass), que nous avons également recouvert d’une bonne couche de laque pour cheveux…

A gauche, notre plateau en verre, et à droite, le plateau en Garolite G11 (ainsi que le chariot en ALU) :

Les modifications « hardware »

Du côté hardware, on a procédé à quelques changements afin de stabiliser au mieux l’imprimante et de la rendre plus fiable, en minimisant les interventions répétitives comme la mise à niveau du plateau. De plus, vu notre usage abondant de nylon, nous soumettons l’imprimante à des contraintes qui n’étaient pas spécialement prévues à l’origine. Pour rappel, il s’agit d’une imprimante conçue pour imprimer du PLA à environ 230° (et non du nylon à environ 245°).

La première modification consiste à remplacer le fameux upgrade de l’extrudeur par un modèle en aluminium anodisé, afin qu’il supporte mieux la différence de température pour l’impression nylon. Ci-dessous, 2 modèles en aluminium anodisé rouge et bleu, disponible ici :

Notre seconde amélioration fut de remplacer le chariot en ABS sur lequel est fixé l’extrudeur. On a alors utilisé un modèle en aluminium anodisé, qui ne se déformera pas après de longues heures d’impression à partir de nylon.

Chariot d’origine noir VS modèle en alu anodisé rouge

Notez que toutes ces pièces sont conçues par la communauté officielle de MakerBot sur des groupes Google. Ceci pour dire qu’il ne s’agit pas de grandes entreprises produisant en masse, mais bien des particuliers qui essayent d’améliorer la Replicator 2. Les délais de conception/livraison peuvent donc parfois être assez conséquents.

Nos prochaines modifications sont encore en attente de finalisation mais on peut d’ores et déjà vous donner un petit aperçu :

Outre le fait de « consolider » votre imprimante, remplacer certaines pièces en plastique par de l’aluminium permettra de réduire le bruit de l’imprimante en fonctionnement, ce qui est loin d’être négligeable…

Le logiciel d’impression et le firmware de l’imprimante

La dernière phase à prendre en compte pour améliorer la qualité de vos impressions concerne la partie logicielle. D’origine, l’imprimante est pilotée par le logiciel propriétaire de MakerBot, à savoir MakerWare. Celui-ci est relativement bien fait et reçoit régulièrement des mises à niveau mais là aussi, en parcourant les différents forums de discussion on se rend vite compte qu’il existe des alternatives Open Source très intéressantes. La firme américaine n’est d’ailleurs pas opposé à ce principe vu qu’il partage l’ensemble de la documentation sur le support de son propre site Internet !

ReplicatorG est un logiciel libre qui remplace purement et simplement MakerWare. Il offre les mêmes fonctionnalités que ce dernier mais associé avec le firmware Sailfish, c’est une toute nouvelle imprimante que vous découvrirez. Cette combinaison logiciel + firmware vous permettra de peaufiner vos réglages sur mesure et vous offrira bien plus de renseignements sur vos impressions (comme la quantité de filament utilisé, la durée de l’impression en cours mais aussi une estimation de la durée totale d’impression).

Sachez également que tous vos réglages peuvent être enregistrés sous forme de profil d’impression, et là aussi, la communauté officielle à fait son travail et vous propose une très bonne base avec les profils pré-optimisés du Dr Henry Thomas, plus connu sous le pseudonyme « WingCommander ».