Imprimante 3D évolutive

Existe-t-il une imprimante 3D évolutive définitive?

J'ai vu des exemples d'entreprises chinoises imprimant des maisons entières, et je suis curieux de voir les imprimantes / filaments qui sont destinés (ou du moins capables) à être mis à l'échelle pour des (très) gros travaux d'impression.

Étant donné que la plupart des imprimantes amateurs peuvent prendre des centaines d'heures pour quelque chose qui peut encore être tenu entre nos mains, je suis donc curieux de savoir s'il existe des modèles d'imprimantes destinés à extruder efficacement le matériau avec une zone d'impression facilement évolutive.

Open source / gratuit est préférable; bien que je sois intéressé par tous les designs qui existent, commercial inclus.

Un grand défi avec l'augmentation d'échelle (ou vers le bas), c'est que toutes les propriétés ou caractéristiques n'évoluent pas de manière linéaire.

Prenons un cas trivial: un petit cube. Si vous doublez la taille, vous avez quadruplé la surface et octuplé le poids.

Si vous prenez une imprimante 3D de bureau et que vous doublez la taille, elle pèsera 8 fois plus. Mais tous les boulons qui le maintiennent ne sont que 4 fois plus solides. Ainsi, les boulons porteurs sont effectivement deux fois moins sollicités (par unité de surface transversale); le facteur exact dépend de beaucoup de choses (orientation, effet de levier, etc.).

Si vous augmentez l'échelle de 10 fois, ils seront potentiellement moins de 10 fois plus stressés et se casseront probablement.

Beaucoup, beaucoup de pièces auront des problèmes similaires: les courroies d'entraînement qui sont deux fois plus larges et deux fois plus épaisses auront toujours la force (relative) et la rigidité des moteurs à surmonter.

Les moteurs pas à pas doivent se déplacer 8 fois le poids, et vous voudrez qu'ils se déplacent loin, beaucoup plus vite. Mais les steppers perdent du couple lorsque vous les faites tourner plus vite.

Mon imprimante principale est à peu près un MendelMax 2, mais l'axe Y est environ 6 fois plus grand (X et Z sont normaux). Sur MM2, toute la plate-forme de construction se déplace le long de Y - sur mon imprimante, elle pèse beaucoup plus que sur un MM2 de taille normale - c'est 6 fois la masse juste à cause de la taille, en plus de devoir être beaucoup plus rigide pour éviter de s'affaisser distance. Je suis allé vers un moteur plus gros, mais il pouvait à peine bouger l'axe. Je l'ai finalement fait se déplacer à une vitesse assez normale, mais pour imprimer de longs objets, il devrait vraiment être 6 fois plus rapide.

Cela nécessiterait un moteur incroyable - et une très grande électronique pour le piloter.

Un autre défi est le matériau d'impression - la fibre PLA de 20 mm de diamètre serait vraiment impressionnante, mais un peu difficile à trouver, et une bobine serait difficile à soulever. La puissance nécessaire pour le faire fondre assez rapidement serait également impressionnante. Les imprimantes de ponts et de maisons que j'ai vues dans les rapports utilisent du béton pompé à travers une buse d'environ 100 mm de large (je ne sais pas de quoi est faite la buse pour résister à l'abrasion). Voir Regardez cette imprimante 3D géante construire une maison pour des photos et des vidéos sympas.

La mise à l'échelle est un projet fascinant - mais c'est plus difficile qu'il n'y paraît.

Si je comprends bien votre question, il semble que vous cherchiez quelque part dans le domaine RepRap . La communauté RepRap est principalement responsable de l'essor de l'impression 3D grand public au cours des 10 dernières années, et c'est probablement parce qu'il est open source . Les conceptions RepRap sont principalement dynamiques (et la plupart des pièces peuvent être imprimées en 3D), vous pouvez donc théoriquement construire un cadre plus grand pour votre machine et utiliser un moteur de découpage qui vous permet de définir le volume de construction. Je crois que Slic3r vous permet de personnaliser l'espace de construction, je ne suis pas sûr cependant.

Pour autant que je sache, en ce moment, toutes les "imprimantes 3D" qui peuvent imprimer des maisons, des ponts, etc. sont des modèles expérimentaux (et parfois, des projets artistiques élaborés) - elles n'existent tout simplement que sous forme de créations uniques conçues comme preuve de concept montrant cela peut être fait.

Certains de ces projets ont peut-être publié leurs plans et leur code, mais ils ne sont pas conçus pour une production de masse ou une utilisation générale, même si vous parvenez à en créer une autre copie, il sera probablement en mesure d'imprimer le même projet que l'original imprimé.

Vous avez spécifiquement posé des questions sur la vitesse, le matériau et la zone de construction:

Vitesse: la vitesse dépend vraiment de la taille de la buse de l'imprimante, l'imprimante de bureau typique a une buse de 0,4 mm, si vous la remplacez par une buse de 1 mm, l'imprimante sera environ deux fois plus rapide (1,25 zone de buse vs 3,14 zone de buse, en supposant vous avez un hotend conçu pour des buses plus grandes qui peuvent faire fondre le plastique assez rapidement).

Maintenant, "l'imprimante maison" n'utilise pas un hotend de bureau standard (voir matériel ci-dessous) et les bâtiments n'ont pas de détails fins, vous pouvez donc agrandir la tête.

Cependant, pour autant que je sache, les premiers prototypes sont encore beaucoup plus lents que les méthodes de construction conventionnelles.

Matériel: les maisons ne sont généralement pas en plastique, les imprimantes que je connais ont un équipement de soudage au lieu d'un hotend et extrudent de l'acier

Il existe probablement d'autres méthodes, mais je parie que toutes utilisent des matériaux de construction typiques tels que l'acier et non le thermoplastique.

Taille: et surtout, il n'est évidemment pas pratique de construire une imprimante avec une plate-forme de taille maison, les imprimantes maison sont en fait des robots relativement petits qui parcourent le projet de construction, laissant du matériel derrière eux et grimpant ensuite sur la couche précédente pour imprimer la partie suivante.