La mécanique de la RepRap

J'ai décidé de rentrer un peu plus dans les détails techniques de la RepRap Prusa, et j'ai prévu de faire plusieurs articles pour présenter l'électronique, la mécanique, l'extruder, le montage, la configuration et l'utilisation de cette imprimante 3D. La plupart des articles ne seront pas spécifiques au modèle Prusa, mais mon but n'est pas de faire des comparatifs entre tous les modèles existants...

Pour ce premier article de la série, je vais parler de l'architecture mécanique de la RepRap.

L'imprimante est articulée autour de trois axes X, Y et Z qui permet de positionner la tête d'impression (en anglais "Extruder") en trois dimensions relativement à l'objet à imprimer. Le mouvement du plateau support est unidirectionnel selon l'axe Y, et la tête est mue selon les axes X et Z. Lors de la dépose d'une couche de plastique, seuls les axes X et Y bougent de manière synchronisée. Une fois la couche terminée, la tête de lecture est déplacée légèrement selon l'axe Z, puis une nouvelle couche peut être déposée.

Les mouvements selon les axes X et Y sont réalisés avec un moteur par axe, tandis qu'il faut 2 moteurs de part et d'autre de l'imprimante pour actionner l'axe Z.

Les moteurs sont des moteurs pas à pas, ce qui permet de les piloter facilement en position (nous y reviendrons plus tard). Les moteurs X et Y sont reliés à des courroies pour faire bouger la navette et le plateau. Les moteurs pour l'axe Z sont reliés directement aux vis permettant de monter et descendre la navette. Il existe aussi des versions avec un seul moteur pour l'axe Z, avec une courroie pour relier les deux vis permettant de faire monter la navette avec l'Extruder, mais le problème est que ces deux vis doivent être parfaitement synchronisées pour que l'axe X soit bien horizontal.

Le châssis de l'imprimante est composé de deux parties. Des tiges filetées et des barreaux (en gris sur l'image ci-dessus), et des pièces d'assemblage en plastique (en vert). Ce sont ces pièces qui peuvent être imprimées par l'imprimante pour en recréer d'autres, ce qui vaut à la RepRap sa qualification d'auto-réplicatrice!

Dans un prochain article, je vais me focaliser sur la tête d'impression.