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Mon imprimante 3D à 100€, quelle architecture pour ce prix ?

Quel enthousiasme j’ai eu pour monter une imprimante 3D pas chère ! Mais se faire une imprimante 3D avec moins de 100€ de budget est un sacré défi ! Et je commence presque à regretter mon choix …

Tel un bienheureux, j’ai cru à mon rêve… mais qu’il va être complexe à réaliser !

Ça fait plusieurs soirs que je traîne sur plein de sites, pour comparer les solutions du marché et le prix des composants. Clairement, fabriquer une imprimante 3D digne de ce nom à moins de 100€, c’est TRÈS compliqué.

Quoiqu’il arrive je vais aller au bout du processus et on verra bien à combien s’élève la note finale ! Je ne pense pas que vous m’en voudriez d’avoir dépassé le budget de quelques euros à peine.

Pour limiter le coût du projet, je suis reparti de ce que j’avais déjà en stock. Mais j’ai promis un modèle à moins de 100€, même pour quelqu’un qui n’a rien du tout dans sa boite à malice de pièces détachées.

Avant donc de valider l’utilisation et l’achat de composants, il est important de valider une conception (même préliminaire) et donc la liste des composants à utiliser.

Je me suis donc interrogé sur l’architecture à mettre en œuvre pour avoir la solution la plus économique possible, mais aussi sur la taille de la machine et plusieurs détails.

Par où commencer ?

Une imprimante 3D peut être décomposée en plusieurs éléments principaux :

  • Un châssis
  • Des guidages
  • Un système d’extrusion du filament
  • Des motorisations et des transmissions
  • Un système de gestion électronique

A vue de nez, il y a des éléments, tels que l’électronique, pour lesquels c’est très compliqué, voire impossible de trouver une solution alternative que l’achat du produit tout fait. En particulier l’électronique, pour laquelle je vous laisse imaginer réaliser un système complet pour une dizaine d’euros. Ensuite la motorisation, sauf si vous avez la possibilité de faire de la récupération sur des produits, il va falloir passer à la caisse.

Le choix des guidages

Les points sur lesquels on peut commencer à discuter sont les guidages, les transmissions et le châssis. Mon choix est clair, pour le XY, on doit aller vite, donc utiliser des poulies et courroies, ce qui ne coûte pas très cher en Chine.

Je me suis longtemps interrogé sur les choix à faire. J’ai envisagé un grand nombre de solutions, typiquement utilisé sur des fraiseuses CNC auto-construite. Sur ces machines, les constructeurs amateurs utilisent souvent des systèmes à base de règles de maçons, et de roulements à billes de rollers. Avec un peu de soins, on arrive à des réalisations tout à fait cohérentes. C’est une solution intéressante, économique par rapport à des solutions de rails soutenus capable d’encaisser un peu d’efforts, mais finalement assez coûteuse, puisque très consommatrice de roulements à billes qui n’est pas un composant très économique.

Sauf, que dans le cas d’une imprimante 3D les efforts mécaniques sont assez faibles. Les rails non supportés diamètre 8 sont une norme pour la plupart des imprimantes 3D du commerce à petit prix, ce qui en fait une solution très économique.

Les tiges d’aciers rectifiées utilisées comme guidage sont relativement chères à faire venir d’Asie, puisque qu’il s’agit d’un matériau, à faible valeur ajouté, dont le poids et l’encombrement en font des composants que ne passent pas dans des paquets postaux standards asiatiques. Les prix sont donc assez élevés, mais je pense qu’on peut trouver des solutions viables en France, même si elles vont représenter un des coûts élevé de ce projet.

Cependant je préfère un peu dépasser mon budget que de sacrifier la qualité du produit fini. J’ai décidé d’utiliser des tiges de 8mm pour le X et Y. ça aurait pu être envisageable pour l’axe Z. Mais c’est un axe qu’il ne faut pas négliger car, il peut être à la source de nombreux défauts. Je vais donc utiliser des tiges de 12 que j’ai en stock et que vous pourrez trouver facilement.

L’achat des tiges de guidages étant un investissement important, on va choisir des dimensions relativement petites. Je vais rester sur l’idée d’une imprimante avec une surface utile de 200mm de côté. Mais on trouve facilement des tiges de 1m ou 500mm. L’imprimantes utilisera uniquement des éléments de 250mm, ce qui risque de limiter la course utile à 160 ou 180mm.

Construire une structure plus grande ne couterait pas beaucoup plus cher, puisqu’il est possible d’agrandir les rails pour quelques euros. Mais cette règle n’est pas infinie, puisqu’au-delà d’une certaine dimension, ce type de guidage devient trop souple.

L’architecture de l’imprimante 3D

J’ai cherché l’architecture qui semble la moins gourmande en longueur de rails. La réponse n’est pas évidente, puisque les systèmes Prusa, CoreXY ou Hbot utilisent à peu près les mêmes longueurs de guides.

Comme vous avez pu le lire, je ne suis pas fan du système Prusa, qui en plus dans notre cas nécessite l’utilisation d’un cinquième moteur. Le systèmes type Ultimaker, bien réputé utilise plus de tiges et de roulement linéaires.

J’ai donc décidé de partir sur une version type Hbot. Assez simple à réaliser elle me semble un bon rapport qualité prix, assez simple et qui me pose moins le souci du croisement de courroie du CoreXY. Cette solution utilise deux moteur et quelques poulies libres qui ne coûtent pas grand-chose.

Crédit Photo

Pour l’axe Z, la contrainte étant de n’utiliser qu’un moteur et vue la taille du système, je vais utiliser un plateau en l’air, munie d’une vis trapézoïdale. J’aurais pu choisir une vis M8 de chez BricoMerlin, mais pour 2€ de plus, mes amis Chinois vont vous fournir un composant plus sérieux (si la vis arrive droite). Pour ma part, j’ai une chute de vis trapézoïdale de 12mm et un taraud TR12 qui me feront un beau travail !

Ce type d’architecture se prête bien à une installation dans un caisson en bois type MakerBot. Je vais voir quelle sera le type de bois et l’épaisseur qui me conviendront, mais on va essayer de rester dans de l’économique et je parie sur l’utilisation d’un panneau de MDF.

Que faut-il encore acheter ?

Et bien il va falloir investir dans une petite famille de Nema17 (4 éléments) et une carte électronique pour le pilotage. La moins chère est la Ramps1.4, largement éprouvée, sans doute un peu dépassée, mais bien documentée.

Le tout sera alimenté par une alimentation à découpage 12V (au moins 20A). C’est un composant cher, mais il garantit pourtant le bon fonctionnement de votre imprimante 3D.

Alimentation 48V

Enfin, il va falloir acheter une tête d’impression. Je vais prendre une copie d’E3D (qui n’en est pas une, puisque le plan est open-source) un extrudeur type MK8 pour un montage Bowden et un bout de tube PTFE.

Avec tout ça, je pourrais construire une imprimante somme toute basic, mais normalement fonctionnelle et fiable.

Sur quoi peut-on économiser ?

Et bien il est certain qu’avec cette solution, je dépasse déjà les 100€. Mais c’est à mon avis impossible de construire quelque chose moins cher. Ce qu’on peut économiser ce sont des accessoires, pourtant intéressants, mais pas indispensable.

Le premier, c’est un plateau chauffant. C’est un accessoire à 10€ environ, qui simplifie énormément l’adhésion de la première couche. On peut s’en passer avec le PLA, mais pas pour imprimer avec de l’ABS. Le choix d’ajouter cet accessoire impose d’utiliser une alimentation plus puissante (au moins 30A), ou d’ajouter une deuxième alimentation sur l’imprimante 3D. Dans ce cas-là je conseille l’utilisation d’un relai, qui réduit grandement les perturbations électroniques. Pour la faire courte cette option va ajouter 30 ou 40€ sur le budget du projet. C’est une somme, mais c’est un confort énorme et je recommande vraiment son installation.

Un écran et lecteur de carte SD sont des accessoires pratiques et qui rendent l’imprimante 3D autonome. Ce genre d’option peut aussi être ajoutée par la suite. C’est un confort sympa, mais moins indispensable je trouve, puisqu’on s’en sort très bien sans à partir du moment qu’on peut avoir un PC à proximité.

Le budget final

Je n’ai pas encore lancé les achats pour ce projet. Mais je sais déjà qu’il va être très compliqué de tenir les 100€. J’ai le secret espoir de ne pas dépasser les 150€ tout compris, y compris le lit chauffant et l’écran… Affaire à suivre.

C’est sans doute un peu plus que les 100€, mais je préfère garder une qualité de réalisation capable de produire un résultat satisfaisant, plutôt que de rester à tout prix au budget et sacrifier des éléments utiles à la qualité des impressions.

 

 

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2 thoughts on “Mon imprimante 3D à 100€, quelle architecture pour ce prix ?

  1. Robin Dunoyer

    Cool c’est exactement ce genre d’article que je cherchais j’ai hâte de voir la suite. Je suis à la recherche pour une petite imprimante 3D pas cher pour tester et voir si cela me convient ! et j’ai hâte de voir la suite !!

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