DeltaFold

La DeltaFold est la première imprimante 3D de type Delta PLIABLE !!!.

Elle est la solution pour tous ceux qui recherchent une vraie imprimante 3D de bureau, mais qui sait aussi se faire toute petite : pliée elle rentre dans un sac de tapis de sol de camping, déployée, elle conserve un volume d’impression digne des plus grandes.

Elle a été conçue pour être facile à ranger, à transporter et hautement maintenable. La plupart des pièces d’assemblage sont imprimées en 3D, ce qui la rend auto-reproductible. L'électronique s’appuie sur des solutions robustes, très largement répandues et dont la modularité garantie là aussi un haut degré de maintenabilité.

Cette imprimante s’adresse à tous les makers qui sont mobiles ou qui ne souhaitent pas s’encombrer d’une imprimante de bureau qui prend de la place même lorsqu’elle n’est pas utilisée.

Avec son poids plume (moins de 6Kg), la DeltaFold vous suit partout et sa mise en oeuvre ne prends pas plus de deux minutes !

Dimensions de la DelaFold dans sa v3:

• Hauteur hors tout : 730mm
• Imprimante ouverte, le chassie fait 373mm de diamètre
• Fermée, il ne fait plus que 180mm de diamètre
• Volume d'impression : 220mm de diamètre sur une hauteur de 220mm

Le cahier des charges :

• Facile à transporter : Le poids de la machine devrait idéalement se situer autour de 5Kg (hors consommables) et son encombrement devra être réduit lorsqu'on la plie pour la ranger ou la transporter.
• Hautement maintenable
• Bon marché
• Comparable aux modèles de bureau, notamment en terme de volume d'impression
• Facile à mettre en œuvre et à utiliser : Ce n’est pas parce que c’est pliable qu’il faut passer un quart d’heure à l’installer ou la ranger. La mise en oeuvre et le rangement doivent êtres intuitifs et ne nécessiter le support de la documentation que lors de la première manipulation. Pour remplir ces exigences, le calibrage devra être automatique : nivellement auto
• Taillée pour l'aventure : possibilité de l'alimenter avec la prise allume-cigare d'une voiture ou des panneaux solaires (pas encore testé)
• Sécurisée : Si le modèle est portable, il pourra vraisemblablement intéresser celles et ceux qui font des démonstrations ou bien portent cet outil de fabrication additive au plus près des usagers. Il y a donc fort à parier qu’il se trouvera au contact d’utilisateurs lambda, la conception devra donc permettre d’éviter les risques les plus probables :
  • brûlure : on ne devra pas pouvoir toucher l’extruder ou la pièce en cours d’impression.
  • pincement, coupure : On ne devra pas pouvoir toucher les poulies, les courroies, les ascenseurs et toute pièce en mouvement : Un écran souple pourra être déployé sur la périphérie d'imprimante et maintenu par des fixations sur les colonnes. cet écran devrait constituer un élément de rigidité supplémentaire. Cet écran s’enroulera autour de l’imprimante une fois pliée qui se glissera ainsi dans le sac de transport.
  • Choc électrique : Le module d’alimentation et de commandes sera installé dans un boitier clos.
  • vapeurs toxiques : l’imprimante sera étudiée pour extruder du PLA. C'est un matériau issu de la transformation d'amidon d'origine végétal, une matière première renouvelable. Le PLA est actuellement le matériau le moins nocif pour la santé de ses utilisateur. Attention cependant, une bobine de PLA peut contenir autour de 10% d'additifs dont la nature et donc la nocivité n'est que rarement communiquée par le fabricant. Dans tous les cas, n'oubliez pas d'aérer les pièces ou vous réalisez vos impressions !
• Sobre à l'usage : Si l'on veut l'utiliser avec la batterie de la voiture ou des panneaux solaire, il faut limiter a consommation. Un élément déterminant pour la consommation de l’imprimante est la présence ou non d’un lit chauffant. L’alimentation de l’imprimante (moteurs, extrudeur et électronique) nécessite un courant d'environ 5A sous 12V. En ajoutant un lit chauffant, il faudrait délivrer 12A supplémentaires !. Le lit chauffant n’est pas indispensable pour travailler avec du PLA, nous nous en passerons donc. Autre avantage du PLA, sa température d’extrusion se situe en dessous de celle de l’ABS. Là encore, moins de puissance nécessaire pour l’extrusion. On a bien fait de choisir de travailler avec du PLA !

Choix

• Colonnes en profilés aluminium 20x20 de type V-Slot : Ces profilés aluminium sont très répandus. Le terme V-Slot fait référence à la forme en V des cotés sur lesquels peuvent se déplacer des roues au profil adapté..
• Les chariots qui se déplaceront sur les profilés aluminium seront équipés de trois roues et pourvus d'un système de réglage du serrage des roues contre le profilé alu.
• Des courroies de type GT2 assureront le transfert de mouvement entre les moteurs pas à pas et les chariots. D'autres solutions sont possibles : fil de pêche ou vis, mais ces solutions sont plus difficile à mettre en œuvre. L'avantage des couroies GT2 est qu'elles s'insèrent parfaitement dans les raignures des profilés aluminium. Elle deviennent ainsi invisibles, sont protégées des accrocs accidentels et ne présentent pas de danger pour les usagers (pincement de doigts par exemple).
• Des moteurs NEMA17 seront utilisés pour gérer les mouvements. J'ai choisi les modèles 17HS16-2004S pour leur rapport poids/couple.
• Le feeder, trop lourd pour être installé sur l'effecteur, sera raccordé à la HotEnd en bowden
• L'électronique sera composée d'une carte arduino MEGA + RAMPS (1.4 ou 1.5 ou 1.6) + Ecran LCD. Il s'agit de matériels OpenHadware largement utilisés, ce qui contribue à la maintenabilité et au faible cout de l'ensemble. Il existe en effet des cartes mères qui intègrent les drivers moteurs, mais lorsqu'un d'entre eux est défectueux, c'est toute la carte qu'il faut changer. Avec une solution Arduino MEGA + carte RAMPS + Drivers moteurs, on ne change que LE composant qui est défectueux. Cette solution plus modulaire est également plus volumineuse. Voici un comparatif des différentes cartes disponibles
• Ecran full graphique 128x64 : j'ai choisi un écran LCD graphique 128x64 pour le confort de l'interface, mais un écran de quatre lignes de caractères fonctionne également et consomme moins de ressources CPU, ce qui peut s'avérer intéressant.
• Alimentation électrique : J'ai fait le choix d'utiliser une alimentation électrique externe afin de ne pas avoir à intervenir sur des tensions élevées. Je joue donc ici la sécurité. Compte tenu du cahier des charges, une alimentation 12V 5A est suffisante.
• Plateau : C'est encore un questionnement, mais un plateau en bois surmonté d'une vitre fonctionne parfaitement. Ce n'est en revanche pas très transportable (surtout le verre). J'ai fait des essais avec des plateaux en plexy, ce n'est pas adapté car lorsque la buse est chaude, si elle rentre en contact avec le plateau, elle fait fondre les plexy.
• Les bras : Ils font le lien entre les ascenseurs et l'effecteur (la plateforme ou se situe l’extruder). Ces bras doivent être suffisamment rigides et opérer avec le moins de jeu possible pour augmenter la précision de positionnement de l’extruder. J’utiliserais des tiges en fibre de carbone terminées par des billes d’acier. Ces billes seront en contacts avec des aimants puissants en forme d’anneaux. Cette solution présente l'intérêt d’être facilement démontable et permets aux éléments de se déconnecter en cas de collision au lieu de casser (si l'extruder descend trop bas par exemple). Elle présente également l’intérêt de ne pas avoir de jeu. L’inconvénient : les aimants doivent être assez puissant pour que l’ensemble ne se détache pas inopinément, mais trop puissants ils augmentent les frottements et induisent des vibrations (constaté sur un modèle)

A qui s'adresse-t'elle ?

• Avant tout aux Makers car il faut aimer comprendre, fabriquer, ajuster, calibrer, dépanner pour se lancer la fabrication de cette machine.... Mais le bonheur est bout du chemin :) Disciples du Plug&Play ne vous aventurez pas sur ce terrain, sauf si vous êtes en pénitence ou en rémission, l'epérience pourait vous être fatale :D
• A ceux qui font de la médiation : Sa transportabilité, facilité de mise en œuvre et maintenabilité en font une machine de choix. De plus, comme c'est une Delta, elle permet une observation de l'impression en cours à 360°, ce qui n'est pas toujours le cas avec les machines cartésiennes ou carénée.

Historique des publications

2021

Évolution de l'ensemble haut (poutrelle + étoile +verrou + spool holder) Cette nouvelle version améliore le blocage de l'étoile et des poutrelles, intègre un roulement plat pour le spool-holder et règle de façon plus simple le problème de désaccouple du spool-holder

2020

Effecteur magnétique en cloche avec sonde de plateau intégrée pour HotEnd E3Dv6 ou XCR-BP6 : https://www.thingiverse.com/thing:3602203

2019

Boitier v4 pour Arduino + RAMPS + LCD : https://www.thingiverse.com/thing:3383359

ClapExtruder DualDrive : https://www.thingiverse.com/thing:3399418

2018

Boitier v3 pour Arduino + RAMPS + LCD : https://www.thingiverse.com/thing:2901904

ClapExtruder SingleDrive : https://www.thingiverse.com/thing:2823957

2017

Chariots : https://www.thingiverse.com/thing:2438667

Effecteur Magnetic avec sonde plateau intégrée pour HotEnd E3Dv6 : https://www.thingiverse.com/thing:2024371

2016

Boitier v2 pour Arduino + RAMPS + LCD : https://www.thingiverse.com/thing:1758859

Bowden extruder v2 : https://www.thingiverse.com/thing:1758838

Boitier v1 pour Arduino + RAMPS + LCD : https://www.thingiverse.com/thing:1633395

Bowden extruder v1 : https://www.thingiverse.com/thing:1574983

2015

Support bobine vertical : https://www.thingiverse.com/thing:1214657

Effecteur magnetique pour HotEnd Merlin : https://www.thingiverse.com/thing:1000474

Versions successives

2021 - le troisième prototype est en cours de finalisation

Améliorations principales :

• Optimisation de la taille des boucliers
• Simplification de fabrication des fins de courses de chaque colonne
• Nouveau boitier électronique plus spacieux avec prise centronics pour pouvoir changer tout le bloc électronique très rapidement.
• Nouveau support de bobines avec roulement plat.
• Nouveau système de verrouillage en position déployée qui améliore la rigidité.
• Nouvel effecteur en forme de cloche : plus compacte et améliore la précision de l'impression
• Evolution du ClapExtruder vers une version à double entrainement
• Passage à la version de 2.0 de Marlin Firmware.
• Optionel, mais que je recommande avec Marlin 2.x --> Remplacement de la carte Arduino MEGA par une carte Re-ARM (carte 32bits cadencé à 100Mhz)

Seconde version

• Evolution du support de bobine avec intégration d'un roulement à bille + système de maintien sur l'étoile haute
• Evolution du support du moteur du feeder désormais plaqué sous l'étoile. Cette solution est plus robuste.
• Evolution de l'étoile avec ajout de tubes PTFE pour guider les filaments avant l'arrivée au feeder
• Evolution du système de croix, désormais réalisé en pexy à la place des cables. Supprime la difficile étape de réglage de tension des cables, mais alonge la mise en oeuvre de l'imprimante
• Evolution des ascenseurs : augmentation de la rigidité
• Evolution de l'effecteur pour y intégrer une sonde de plateau passive
• Ajout d'un guide-cable sous l'étoile basse pour ranger les fils
• Evolution du feeder avec le développement du ClapExtruder

2015 - Premier prototype de la DeltaFold

2014 - ma première imprimante 3D, une fabrication très artisanale

C'est en 2014 que je commence à m'intéresser aux imprimantes 3D et décide de m'en fabriquer une : https://www.lesimprimantes3d.fr/forum/topic/532-mon-imprimante-delta/

Le 28/10/2014 je réalise ma première impression 3D !

Qui suis-je

Je m'appelle Hubert, je me qualifie volontiers de curieux (même si l'on m'a rabâché toute mon enfance que c'était là un vilain défaut) et de bricoleur.