Ender3v2 - débuts dans l'impression 3D et premiers bidouillages

J'ai récemment eu en cadeau une Creality Ender3v2, et je dois dire que c'est une belle surprise !

Beaucoup d'échos par le passé de difficultés à opérer des imprimantes 3D trop onéreuses, buses qui se bouchent tout le temps, qualité d'impression pas au rendez-vous, etc.

Désormais il faut dire que ces machines sont beaucoup beaucoup beaucoup plus accessibles (~200€), fiables , techniquement finies (plateau chauffant, moteurs silencieux, carte-mère extensible) et surtout avec une qualité d'impression bluffante.

Je partage dans cet article les modifications apportées à cette imprimante, j'espère que ce sera utile à certain(e)s.

Toutes les pièces mentionnées sont disponibles dans une collection Thingiverse : Collection Ender3

Petites améliorations

Quelques petites améliorations de base sans grand matériel, il vous faudra acheter des roulements à bille 608ZZ (les mêmes que les roulements de Skate) - prenez en un pack il en faudra d'autres pour d'autres pièces

Guide tige filetée pour Axe-Z avec roulement à bille

Une fois reçue, montée et calibrée, la première chose qui m'a un peu deçu est l'absence de guide pour la tige filetée de l'axe Z et d'une molette pour tourner cet axe.

C'est utile quans vous voulez remonter le chariot d'extrusion, surtout quand vous foirez une impression.

• Lien Thingiverse : Ender 3 - Z-Axis Bearing Stabilizer

Le résultat :

Guide fil sortie bobine (8h d'impression)

Une autre amélioration très simple à imprimer est un guide filament, il permet de guider le fil vers le moteur d'extrusion sans qu'il aille s'entortiller sur l'axe Z ou se coincer dans le chariot.

• Lien Thingiverse : Another Ender 3 Filament Guide

Le résultat :

En fouinant sur Thingiverse en rédigeant l'article, je viens de voir qu'il existe maintenant un modèle qui combine support pour l'axe Z + support pour guide filament :

• Lien Thingiverse de la pièce combinée : Mixed filament guide with Z axis stabilizer

Support bobine de fil à roulement à billes (2h d'impression)

Lors des premières impressions, vous allez remarquer que la bobine de file "râpe" sur le support fourni avec l'imprimante.

Ce support de bobine avec deux roulements à bille est une solution à ce problème si vous conservez la bobine au dessus de l'imprimante.

• Lien Thingiverse : Creality (Ender 3) Filament holder 80mm spools

Le résultat :

Pieds surélevés (3h d'impression)

Afin de pouvoir effectuer des modifications électriques, j'ai dû surélever les pieds de l'imprimante avec ces extensions, elles reprennent les patins caoutchouc d'origine.

• Lien Thingiverse : Ender 3 V2 Riser Feet 25 & 35 mm

Le résultat :

Support pour alarme incendie (2h d'impression)

Parce qu'on est jamais assez prudent quand ça chauffe

• Lien Thingiverse : Fire alarm support for Ender3 v2

Raspberry Pi + Octoprint

Octoprint est un logiciel libre écrit en Python qui permet de piloter l'imprimante 3D via une interface Web. Je ne vais pas m'étaler sur cette partie il y'a plein de vidéos et tutoriels disponibles partout

C'est un indispensable.

Modifications électroniques

On passe aux choses sérieuses, les modifications éléctroniques.

DISCLAIMER : Elles sont à faire en ayant conscience du risque éléctrique, faites vous aider si vous n'êtes pas sûr de ce que vous faites.

Pré-requis :

• Multimètre
• Fer à souder + étain
• Kit Connecteurs DuPont + pince à sertir
• Kit cosses + pince
• Gaine thermorectractable
• Pistolet à colle
• Fil éléctrique souple 1,5mm²
• Fil éléctrique souple 2,5mm²

Les composants éléctroniques à acheter

• Lot de convertisseurs abaisseurs en tension "bucks converters" sur PCB
• Lot de relais pilotables avec PCB
• Alimentation - Ventilateur Noctua 92mm
• Carte-Mère - Ventilateur Noctua 80x80x25mm
• Extrudeur - Ventilateur Noctua 40x40x10 mm

Ca fait un peu de matériel mais pour un résultat satisfaisant il faut ça.

J'ai fait un schéma de cablage global pour tenter d'illustrer tout ça :

Remplacement du ventilateur de l'alimentation (8h d'impression)

Le ventilateur de l'alimentation n'est pas silencieux, ce n'est pas le pire mais il participe au bruit ambiant.

• Attention 1 : par défaut, la tension d'alimentation des ventilateur Creality est 24V DCC, les ventilateurs Noctua sont en 12V c'est pourquoi il faut installer entre l'alimentation du ventilateur et celui-ci un "buck converter" qui va abaisser la tension à 12V DCC.

Il faudra régler à l'aide d'un tournevis et d'un multimètre la tension de sortie, pour faire ça j'ai triché j'ai utilisé une ligne d'alimentation disponible supplémentaire qui sort 24V DCC en permanence.

• Attention 2 : lors de vos tests, si vous allumez l'imprimante, le ventilateur de l'alimentation ne se mettra pas en marche directement, en effet il ne se déclenche qu'a partir d'une certaine puissance utilisée par l'alimentation.

Cette modification nécessite de remplacer le capot de protection de l'imprimante par un capot imprimé en 3D

• Lien Thingiverse du capot : Ender 3 V2 PSU Cover 92mm Fan

Le resultat :

Remplacement du ventilateur de la carte mère (8h d'impression)

Même topo, le ventilateur de la carte mère participe aussi au bruit ambiant de l'imprimante.

Il faudra pour ça :

• 1x convertisseur-abaisseur en tension

Quelques remarques

• Idem la tension en entrée doit être de 12V DCC > convertisseur abaisseur en tension à régler.
• Idem pour calibrer le buck converter : utiliser une ligne d'alimentation supplémentaire sur l'alim
• Idem le ventilateur de la carte mère ne se lance que lorsque vous lancez une impression.

• Idem : il faut remplacer le capot de l'imprimante pour y insérer le ventilateur. Ce capot servira aussi de lieu d'acceuil pour les autres composants à venir

• Lien Thingiverse du capot : Ender 3 v2 Mainboard 80x80x25 Silent Fan

Le resultat :

Remplacement du ventilateur de la tête d'extrusion (30min)

Celui-ci c'est celui qui fait le plus de bruit, c'est celui à remplacer en priorité.

Il faudra pour ça :

• 1x convertisseur-abaisseur en tension

Quelques remarques

• Idem la tension en entrée doit être de 12V DCC > convertisseur abaisseur en tension à régler.
• Celui-ci se lance directement au démarrage de l'imprimante
• Pas de pièce supplémentaire à imprimer
• Tips : les cables fournis par Noctua permettent de faire un câblage propre en conservant la connectique DuPont/Molex du ventilateur

Pilotage de l'alimentation à partir d'Octoprint (1h30)

La touche finale à tout ça c'est le pilotage de la partie puissance de l'imprimante 3D à partir d'OctoPrint.

Initiallement lorsque vous démarrez votre imprimante, tout se met en route, les ventilateurs tournent dans le vide pour pas grand chose. Avec cette modification l'imprimante se met en route uniquement lorsque on à décidé de lancer une impression via Octoprint et surtout elle se coupe toute seule lorsqu'elle à terminé son impression !

Il faudra pour ça :

• 1x relais
• 1x convertisseur-abaisseur en tension
• Du cablage electronique et des connecteurs DuPont
• Du cablage electrique et des cosses à sertir

Electronique / Electricité :

• Il y'a une partie cablâge électrique à réaliser afin d'alimenter le relais lorsque l'imprimante n'est pas en marche, pour ça il faudra tirer une ligne d'alimentation supplémentaire pour alimenter un convertisseur abaisseur de tension qui alimentera le relais de commande.
• Il y'a une partie cablâge éléctronique à réaliser afin de relier la masse + sortie GPIO de pilotage vers le relais de commande.

Quelques remarques

• Ce montage nécessite d'installer plusieurs plugins dans Octoprint pour que ce soit fonctionnel
• Si le Raspberry Pi est alimenté par une source exterieure à l'imprimante (un convertisseur secteur-USB), il faudra relier les masses du RPi et de sortie de convertisseur de tension, afin d'avoir la même référence et la même différence de tension sur le relais pour la broche de pilotage.

TODO List

Dans la ToDo List :

• Installation d'un BL-Touch
• Amélioration de l'intégration du RapsberryPi et des composants
• Ajout de connecteurs XT60 pour le pilotage d'alimentation