Projet Imprimante 3D©es 2013/Powerpoint...•Optimiser les transmissions de mouvement Prenez-en...

Projet

Imprimante 3D KUBI

BONARDI Anthony GOMEZ Jérémy QUENOT Justine SAPPEY Arnaud

GARDEL Thomas NICOLLE Florian ROUXEL Yann

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L’impression 3D

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Le principe

- Générer rapidement et facilement une pièce physique

Le procédé choisi

- Méthode de dépôt de fil

L’impression 3D

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Système général

Tête d’impression

Plateau

Châssis

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L’impression 3D

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

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I) Analyse du sujet

A) Cahier des Charges

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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

II) Conception III) Concrétisation IV) Conclusion

Tâches / Semaine 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 1 2 3

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

B) Organisation et répartition du travail

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Phase 1

Conception détaillée 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14

Usinage

Assemblage

Tests

Mise au point / réglages

Soutenance 2

Phase 2

I) Analyse du sujet II) Conception III) Concrétisation IV) Conclusion

C) Analyse des mécanismes existants

Démarche d’analyse Démarche d’analyse

Coût €

Démarche d’analyse

Châssis

.

Guidages en

translation

Transmission

de mouvement

Elément de

structure Rigidité Elément

standards

Systèmes

simples Précision

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I) Analyse du sujet II) Conception III) Concrétisation IV) Conclusion

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I) Analyse du sujet II) Conception III) Concrétisation IV) Conclusion

Structure Cubique Structure Triangulaire

Structure Rectangulaire

C) Analyse des mécanismes existants

C) Analyse des mécanismes existants

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• Moteur pas à pas

• Systèmes de guidage

• Structure

• Transmissions

I) Analyse du sujet II) Conception III) Concrétisation IV) Conclusion

II) Conception

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Schéma cinématique retenu

X

Z

Y

I) Analyse du sujet III) Concrétisation IV) Conclusion

II) Conception de l’imprimante

-Rigidité

-Encombrement

-Précision

II) Conception

Choix éléments

standards

Dimensions Précision

Positionnement

dans l’espace

Création de

pièce

Cotes

Surfaces

fonctionnelles

Coût €

Démarche de conception

Jeux Forme simple

Usinage

I) Analyse du sujet III) Concrétisation IV) Conclusion

II) Conception

Profilé aluminium 20*20 + éléments standards de fixation

-Facilité d’assemblage -Facilité de fixation des éléments extérieurs -Section de profilé suffisante

I) Analyse du sujet III) Concrétisation IV) Conclusion

A) Choix de solutions

Châssis

-Rigidité

-Cartérisation

-Coût

Structure cubique

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II) Conception I) Analyse du sujet III) Concrétisation IV) Conclusion

Guidages

A) Choix de solutions

Douilles à billes + Tiges lisses

-Facilité d’assemblage

-Coût

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II) Conception

Liaison hélicoïdale Vis / écrou M8

I) Analyse du sujet III) Concrétisation IV) Conclusion

Transmission

A) Choix de solutions

-Facilité de conception

-Coût

-Moins de frottements

-Meilleur coefficient

-Rotulage 15

II) Conception

Guidage sur Z

Guidage sur Y

Guidage sur X

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I) Analyse du sujet III) Concrétisation IV) Conclusion

Extrudeur Châssis

Plateau Y

II) Conception I) Analyse du sujet III) Concrétisation IV) Conclusion

B) Conception des sous ensembles

Surface fonctionnel

•Protection de la buse

•Réglage de la planéité

du plateau

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Guidage en Y

II) Conception

Réalisation en deux pièces

Couple

poids

I) Analyse du sujet III) Concrétisation IV) Conclusion

B) Conception des sous ensembles

Problème Re-conception

Guidage en Z

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II) Conception I) Analyse du sujet III) Concrétisation IV) Conclusion

B) Conception des sous ensembles

Changements effectués: -Axe X à l’horizontale -Equilibrage des masses

Guidage en X

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II) Conception

Moteur

Entretoise

centrage de

moteur Poulie

Roulement

I) Analyse du sujet III) Concrétisation IV) Conclusion

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B) Conception des sous ensembles

Bloc extrudeur

II) Conception

Problèmes d’hyperstatisme: 2 méthodes de résolution

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Jeu dans les liaisons

Liaisons sans nécessité de précision

Réglage au montage

Eléments précis

I) Analyse du sujet III) Concrétisation IV) Conclusion

B) Conception des sous ensembles

II) Conception

C) Commande du système

Electronique: Les différents composants

1 Microcontrôleur (Cerveau de l’imprimante)

1 Carte de commande (Distribue la puissance électrique)

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I) Analyse du sujet III) Concrétisation IV) Conclusion

II) Conception

C) Commande du système

Electronique: Les différents composants

5 Moteurs

pas à pas

1 Buse

chauffante

1

Ventilateur

3 Capteurs de

fin de course

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I) Analyse du sujet III) Concrétisation IV) Conclusion

II) Conception

C) Commande du système

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Démarche de programmation

Fichier CAO Réparation du

fichier STL Découpage en

« tranches »

Enregistrement

en format STL

Impression 3D

Génération d’un

programme en

G-code

I) Analyse du sujet III) Concrétisation IV) Conclusion

II) Conception

- CAO

- Réalisation de la pièce

- .STL

C) Commande du système

Logiciel : Solidworks

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I) Analyse du sujet III) Concrétisation IV) Conclusion

II) Conception

- Réparation des fichiers .STL

- Gain de temps

C) Commande du système

Logiciel : Netfabb Studio Basic

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I) Analyse du sujet III) Concrétisation IV) Conclusion

II) Conception

Changer le G-code / Pilotage manuel / Réglages secondaire

C) Commande du système

Logiciel : Repetier-Host

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I) Analyse du sujet III) Concrétisation IV) Conclusion

II) Conception

- .STL .G-code

- Quantité de matières à extruder

C) Commande du système

Logiciel : Slic3r

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I) Analyse du sujet III) Concrétisation IV) Conclusion

II) Conception

- Microprogramme

- Interprétation du g-code

- Programmation

- Editeur de code

C) Commande du système

Logiciel : Marlin

Logiciel : Arduino

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I) Analyse du sujet III) Concrétisation IV) Conclusion

III) Concrétisation

Budget IUT + 250 €

Estimation - 600 €

-350 €

Sponsoring + 500 €

Total + 150 €

A) Réalisation et financement

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I) Analyse du sujet II) Conception IV) Conclusion

III) Concrétisation de l’imprimante

III) Concrétisation

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

A) Réalisation et financement

I) Analyse du sujet II) Conception IV) Conclusion

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III) Concrétisation

B) Assemblage de l’imprimante

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I) Analyse du sujet II) Conception IV) Conclusion

III) Concrétisation

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I) Analyse du sujet II) Conception IV) Conclusion

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

IV) Conclusion

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I) Analyse du sujet II) Conception III) Concrétisation

III) Conclusion Projet réalisé en autonomie

Objectif atteint Impression d’une pièce!

Nous sommes fiers du résultat!

IV) Conclusion

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I) Analyse du sujet II) Conception III) Concrétisation

Pour la relève…

•Revoir la conception du bloc extrudeur

•Optimiser les guidages

•Optimiser les transmissions de mouvement

Prenez-en soin…

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

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