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Problème de dimension des trou dans les pièces imprimées

Posted by Jean-Francois 
Problème de dimension des trou dans les pièces imprimées
March 19, 2017 06:48PM
Bonjour,
Voici quelques temps que j'imprime des pièces et je me suis aperçu d'une chose : si la dimension extérieure de la pièce est respectée en X-Y un trou sera toujours de taille inférieure à celui prévu sur mon fichier STL.
Ce phénomène est vrai pour un trou cylindrique mais aussi pour un trou carré.
Alors j'ai essayé différentes tailles de trou, revu mes paramètres Marlin , Repetier, dans Sli3r : rien vu.
Puis j'ai essayé de compenser sur les fichiers STL c'est alors que je me suis aperçu de manière empirique que le diamètre des trou internes à une pièce devaient être égal à : diamètre attendu + 2 fois le diamètre de la buse. Exemple pour un diamètre de trou souhaité de 3mm imprimé avec une buse de 0.35 le diamètre du trou dans le fichier STL sera de 3+2x0.35 =3,7mm.

Ma question est la suivante quelqu'un a-il fait le même constat que moi ?

j' ai une hypothèse :
Lors du tranchage, Slic3r prend en compte le diamètre extérieur de la pièce car il retire bien 1/2 diamètre de buse sur chaque bord extérieure de la pièce, donc sur la dimension extérieure d'une pièce donnée il hôte 1 diamètre de buse.
Le calcul se poursuit jusqu'à un trou dans la piece ou il hôte toujours 1 diamètre de buse au diamètre du trou et là c'est l'erreur car pour un trou il faudrait au contraire ajouter un diamètre nominal !
cela semblerait expliquer la nécessite d'ajouter 2 fois le diamètre de la buse : un pour compenser l'erreur systématique et un pour prendre en compte le diamètre de la buse par rapport au dimensions du trou comme pour les dimensions extérieures.

si cette hypothèse est fausse quelqu'un a-il une idée sur l'origine de ce phénomène.
si cette hypothèse est juste y a-il moyen de contacter quelqu’un pour corriger Slic3r ? je n'ai pas essayé avec Cura mais si quelqu’un l'utilise y a-t il également ce phénomène ?

Merci de vos réponses.
Amicalement.
Re: Problème de dimension des trou dans les pièces imprimées
March 20, 2017 04:16AM
salut ces un probleme souvent parler des diam des trous interieur
lance ton logiciel de dessin et fait un trou dans une piece zoom et la tu vas voir d ou viens le probleme
en realiter ce n ai pas rond mais ces fait avec des facettes voila pourquoi quand tu demande 3mm tu a moin quand tu imprime
Re: Problème de dimension des trou dans les pièces imprimées
March 22, 2017 02:35AM
C'est un problème archi connu...

Il y a un paramètre dans sli3r qui s'appelle XY Size Compensation pour régler ce problème.

[manual.slic3r.org]
Re: Problème de dimension des trou dans les pièces imprimées
March 22, 2017 05:21PM
Merci les amis
pour ce qui concerne les facettes mes trous de 3mm comme ceux de 10mm en ont minimum 40 et ce n'est pas ces erreurs qui provoquent ce phénomène.d'après mes calculs pythagoriciens l'influence.devient sensible à partir de moins de 12 facettes pour un trou de 10mm
pour XY Size Compensation
je vais tester cette fonction mais ce que je craints c'est qu'elle modifie également les dimensions extérieures de mes pièces.
je vous en reparle dans quelques temps.
Merci encore pour vos infos.
Re: Problème de dimension des trou dans les pièces imprimées
March 23, 2017 12:40AM
C'est un problème connu, dû je pense non pas à la résolution des polygones simulant des cercles mais au fait que le plastique est encore "flexible" un moment après l'impression et que la tête d'impression tournant autour du trou tire un peu ce fil déjà déposé vers l'intérieur.

A mon avis les bidouilles logicielles comme le "XY Size Compensation" sont à éviter, car elles ont des effets de bord (c'est le cas de le dire ^_^) ailleurs.

Personnellement je préfère en tenir compte lors du design de la pièce en faisant des trous un poil plus grands. Il y a une abaque nombre de facettes / diamètre effectif déterminée empiriquement qui marche bien pour ça selon mon expérience :


Et quand c'est un stl déjà existant qui n'est pas dessiné en prenant en compte ce problème (récupéré sur le net...) je sais qu'il faudra refaire les trous en y passant un foret à la main. Éventuellement j'imprime donc avec une peau en plus pour ne pas affaiblir la paroi du trou par ce forage.


Most of my technical comments should be correct, but is THIS one ?
Anyway, as a rule of thumb, always double check what people write.

Re: Problème de dimension des trou dans les pièces imprimées
March 23, 2017 05:46PM
Merci DeuxVis pour cette explication approfondie,

J'ai l'habitude de faire des pièces de mon cru (je travaille avec Openscad ) je met toujours un minimum de 40 facettes par trou (ma pièce de test est en PJ elle permet de compenser les diamètres des trous trop petits telle que les paramètres sont ajustés si quelqu'un veut essayer.) quelque soit le trou ce qui devrait éliminer la composante liée au faible nombre de facettes du moins je suppose.

En revanche le début de ton explication est intéressante car tu me dis que le plastique fait un rétreint lors ce qu'il est encore chaud pour mettre en évidence ce phénomène et essayer de le mesurer on pourrait dans un premier temps extruder le périmètre extérieur du trou ce qui laisse plus de temps au plastique pour se restreindre plutôt que de commencer les périmètres depuis l’intérieur de la pièce, puis faire l'inverse pour comparer ou encore n'imprimer qu'un périmètre. je vais essayer de comparer pour voir l'importance de ce phénomène.

En ce qui concerne la compensation XY je l'ai testé sur diverse pièces et je te rejoins totalement sur ce point elle ne règle rien car cette compensation s'applique sur toute la pièce et elle modifie aussi bien les dimensions externes de la pièce que les les parties internes: ce qui fait qu'on est plus aux dimensions attendues nulle part.

Je vais essayer d'évaluer ce rétreint pour voir quelle est sa part responsabilité en le faisant sur le PLA, l'ABS, pour le Nylon il faut que je reconditionne ma bobine alors ça attendra.

Merci encore
Attachments:
open | download - gabari precision.scad (2.7 KB)
Re: Problème de dimension des trou dans les pièces imprimées
March 24, 2017 01:04AM
Ça sera intéressant de voir tes résultats, comment tu comptes l’évaluer ?

Par contre j'ai peur que tes mesures ne soit spécifique à ta machine et les réglages de trancheur : ça doit varier suivant la température d'extrusion, la ventilation, la vitesse d'impression etc.


Most of my technical comments should be correct, but is THIS one ?
Anyway, as a rule of thumb, always double check what people write.
Re: Problème de dimension des trou dans les pièces imprimées
April 07, 2017 08:53AM
Je confirme : la compensation XY touche toute la pièce et pas seulement les trous. L'explication des facettes polygonales ne tient pas non plus. On peut faire varier la précision de la conversion en STL sous Solidworks (donc mettre plus ou moins de facette pour les trous), mais ça ne change absolument rien.
Je suis assez d'accord avec DeuxVis : le fil est tiré vers l'intérieur du trou avant de se solidifier. Sur les trous carrés, on n'a pas le même problème.
Il n'y a pas de solution "automatique" à ma connaissance. La seule méthode fiable à 100% est de se faire une abaque comme le propose DeuxVis, et de concevoir en conséquence (donc faux !). L'abaque sera personnalisée à l'imprimante, et sans doute à la vitesse d'impression (ce qui complique un peu plus encore le problème) : J'ai 3 Prusas I3, et les décalages sont tous différents.
Le plus rageant, c'est que la solution existe : chez Stratasys, les trous imprimés font le bon diamètre sans aucune bidouille. Comment font ils ? Mystère...
Re: Problème de dimension des trou dans les pièces imprimées
April 19, 2017 04:55PM
Bonsoir
je suis désolé de n'avoir pu répondre plus tôt
suite au constat fait sur mes pièces, et à vos conseils, j'ai constaté comme l'a dit Nossolov "la compensation XY touche toute la pièce et pas seulement les trous." alors je me suis intéresse au G-code afin de vérifier si une erreur de déplacement s'y trouvait et là : rien non plus !
c'est alors qu'un amis m'a envoyé le lien suivant que je n'avais pas trouvé : [reprap.org]
cette page décrit de manière mathématique que les raisons de la réduction du diamètre des trous sont liées en fait à l'écart de surface qu'occupe le filament lorsqu'il est extrudé en cercle par rapport à son extrusion en ligne droite, ce qui le fait s'expenser là où il y a de la place c'et à dire vers l'intérieur du trou.
Cette démonstration est suivie d'un "magnifique" tableau qui est issu de la racine positive de l'équation quadratique qui donne le rayon attendu R en fonction du rayon réellement indiqué sur le STL pour un extruder de 0.5mm
pas de problème j'ai réalisé le même tableau pour le diamètre de mon extruder (0.35mm).
...et me voila parti pour faire quelques essais.
sur mon imprimante, sur celle de mon club avec des matériaux différents ABS noir ou Blanc (températures différentes).
Le bilan est très positif et j'étais prêt à foncer mais je me suis aperçu que plus les rayons était petits, plus on s'éloigne de cette belle théorie.
En effet en dessous de 2 mm de rayon celui ci diminue encore plus.
et c'est alors que j'ai compris qu'un second mécanisme dont l’effet devenait prépondérant, intervenait dans cette situation :
Il s'agit probablement de la rotation de la buse par rapport au centre du trou :
En effet le moment de rotation de la buse est faible sur les grands diamètres voir négligeable mais il est prépondérants sur le trous de petits diamètres : en première approche il y à probablement une relation de proportionnalité entre le diamètre réel du trou et celui de l'extruder. l'épaisseur de la couche doit aussi jouer un rôle ainsi que la viscosité du matériau extrudé (nature et température)
j'ai fais les calculs pour les autres extruder en vue de vérifier l'efficacité de la correction (abaques de correction en PJ si vous voulez tester)
un second tableau me permet d'ajouter une correction par une relation de proportionnalité trou/extruder mais là les calculs ne sont plus justes en dessous rayons de l’ordre du diamètre de l'extruder (approche empirique testées exclusivement su l'extruder de 0.35mm) .
il faut que je me dégote un bon vieux bouquin de mécanique des fluides pour mieux comprendre.
Attachments:
open | download - correction X-Y.ods (19.3 KB)
Re: Problème de dimension des trou dans les pièces imprimées
April 24, 2017 12:29PM
Voila une explication qui me semble tenir la route un peu plus que ce que j'avais pu lire jusqu'à présent. Merci pour le lien !
A priori, elle serait possible à appliquer en automatique sur certains slicers. Pour slic3r, je ne sais pas encore comment faire.
Par contre, les corrections proposées sont encore bien inférieures à ce que je constate en pratique.
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