Types de capteurs de nivellement de lit dans l'impression 3D !

Si vous êtes comme moi et que vous en avez assez de devoir niveler manuellement le lit toutes les deux impressions (pas vraiment, si vous obtenez les mises à niveau appropriées, vous pouvez probablement vous en sortir en le nivelant tous les mois environ), alors vous voudrez peut-être envisager obtenir un capteur de nivellement de lit pour vous aider !

Il y en a plusieurs différents et je vais en parler dans ce post ainsi que vous donner un aperçu de ceux qui sont plus polyvalents, plus précis, durables, etc., et je vais aussi vous donner mon avis sur lequel je pense le plus les gens devraient y aller.

Alors, sans plus tarder, commençons !

Que fait la mise à niveau automatique du lit ?

Le lit d'une imprimante 3D ne reste généralement pas nivelé pendant trop d'impressions et vous devrez le niveler manuellement de temps en temps. Cela se produit généralement avec des imprimantes moins chères telles que l'Ender 3, et même si vous pouvez échanger les vis de nivellement et augmenter la durée de mise à niveau du lit, vous devrez généralement l'ajuster manuellement de temps en temps.

Avoir un lit d'impression correctement nivelé est probablement le facteur le plus important lorsqu'il s'agit d'obtenir une impression réussie qui adhère bien au lit, car obtenir la bonne première couche est généralement ce qui fait ou casse votre impression.

Heureusement, certaines imprimantes ont une fonction intégrée appelée mise à niveau automatique du lit qui garantit qu'à chaque démarrage d'une nouvelle impression, la distance entre le lit d'impression et la buse est automatiquement réglée à la hauteur parfaite, garantissant que chaque impression adhère au lit. correctement sans être trop écrasé.

Les imprimantes 3D dotées de cette fonction de mise à niveau automatique disposent d'un capteur situé près de la pointe de la tête d'impression qui mesure la distance entre le lit d'impression et la buse à des points spécifiques avant même le début du processus d'impression.

L'imprimante utilise ensuite ces informations pour ajuster la distance entre la buse et le lit sur toute la surface, créant une sorte de "carte topographique" du lit d'impression, en ajustant la position Z de la buse pour suivre la surface de construction de manière plus cohérente. .

Ce qui est bien, c'est que si vous avez une imprimante qui n'est pas équipée de ce type de capteur, vous pouvez en installer une vous-même et ne plus jamais avoir à niveler manuellement le lit.

La mise à niveau automatique du lit aide également beaucoup si vous avez une plaque de construction légèrement déformée, ce qui est le cas avec de nombreuses imprimantes, car elle déplacera la buse vers le haut ou vers le bas en fonction de l'endroit où la plaque de construction est déformée.

Types de capteurs

Les capteurs de mise à niveau automatique du lit sont de toutes formes, tailles et coûts. Discutons des différents types de capteurs, comprenons leur technologie et comparons leurs avantages et leurs inconvénients pour vous aider à déterminer la meilleure option pour vous, car certains fonctionnent bien sur la plupart des types de surfaces de construction tandis que d'autres ne le font pas.

Capacitif

Un capteur capacitif est un capteur sans contact qui fonctionne en mesurant la capacité, c'est-à-dire la quantité d'énergie que le condensateur peut contenir, qui change lorsque sa face de détection est placée près d'un objet.

Un capteur capacitif est l'un des capteurs les plus rapides du marché, et il fonctionne à la fois sur des surfaces métalliques et non métalliques et même sur des surfaces transparentes comme le verre, car il peut détecter n'importe quelle surface tant que sa constante électrique de matrice est supérieure à celle de l'air.

L'inconvénient d'utiliser l'un de ces types de capteurs est qu'ils sont très sensibles aux changements de température, d'humidité et de type de surface de construction. Tout léger changement dans ces trois éléments affectera leur distance de détection et, par conséquent, le niveau du lit.

J'imprime avec une surface en verre 99 % du temps, donc ce type de capteur fonctionne bien pour moi, mais si vous êtes quelqu'un qui a besoin de changer constamment la surface de construction, je ne recommanderais pas ce type de capteur.

Inductif

Un capteur inductif est un capteur sans contact qui fonctionne sur le principe de l'inductance électrique. En termes simples, il produit un champ magnétique qui change lorsque sa face sensible est placée près d'un objet métallique (je pense que vous pouvez maintenant deviner que celui-ci ne fonctionnera que sur des surfaces métalliques).

Semblable aux capteurs capacitifs, le décalage z des capteurs inductifs doit également être ajusté pour compenser tout changement de température et d'humidité, c'est pourquoi l'utilisation d'un boîtier n'est pas vraiment recommandée. Cependant, si votre imprimante fonctionne dans un espace ouvert, les capteurs inductifs semblent fonctionner assez bien.

Capteur à effet Hall physique

Un capteur à effet Hall physique possède une tige de piston en plastique rétractable (contenant un aimant) et un capteur à effet Hall.

Afin de détecter les surfaces, le capteur doit réellement établir un contact physique avec elles, ce qui rétracte ensuite la broche en plastique, ce qui entraîne une modification du champ magnétique. Ce changement est capté par le capteur à effet hall qui l'exprime ensuite en volts.

Ce capteur reste insensible aux changements de température et d'humidité, mais il est considérablement plus lent que les deux capteurs précédents car il possède des pièces mobiles mécaniques extrêmement simples, il est donc moins susceptible de tomber en panne ou de se casser, et même les sondes en plastique durent très longtemps depuis ils sont conçus pour se plier et non se casser.

Le BLTouch est l'un de ces types de capteurs, et la raison pour laquelle il est si populaire est qu'il fonctionne sur toutes les surfaces et que la température ne l'affecte pas. Je recommanderais fortement à la plupart des gens d'opter pour ce type de configuration.

Capteur infrarouge (infrarouge)

Un capteur infrarouge (IR) est un appareil électronique qui mesure et détecte le rayonnement infrarouge dans son environnement. Lorsqu'un objet s'approche du capteur, la lumière infrarouge de la LED se réfléchit sur l'objet et est détectée par le récepteur.

Il s'agit d'un petit capteur sans contact qui peut être utilisé pour détecter les imperfections des surfaces métalliques et non métalliques. Il peut également fonctionner sur des surfaces en verre, mais un support mat est recommandé.

Contrairement aux capteurs capacitifs et inductifs, ce type de capteur mesure la hauteur jusqu'à la surface supérieure d'un lit de verre, et non la distance jusqu'à une plaque de support, et il est idéal pour une utilisation là où l'espace est restreint, comme sous l'effecteur d'une imprimante delta.

Capteur piézo

Un capteur piézo est un capteur de contact, similaire à un capteur à effet Hall physique, qui est soit fixé à la buse elle-même, soit placé sous le lit d'impression (généralement utilisé avec les imprimantes Delta et beaucoup moins courant).

Il fonctionne sur le principe de la piézo-électricité (la charge électrique produite dans certains matériaux solides lorsqu'ils subissent une pression) et cela peut être mesuré comme une tension proportionnelle à la pression.

Les capteurs piézo sont très précis et précis, en particulier celui monté sur le hotend, et ils peuvent être utilisés avec n'importe quelle surface d'impression, y compris Printbite, PEI, Buildtak, verre, aluminium, etc.

Effecteur intelligent Duet3D

L'effecteur intelligent Duet 3D est uniquement destiné aux imprimantes delta et permet d'utiliser le hotend de l'imprimante comme une sonde Z pour calculer avec précision la distance entre la buse et le lit, en prenant soin de toute imperfection sur la surface.

Il simplifie également le câblage des composants du hotend (thermistance, ventilateurs et cartouche chauffante).

Laquelle est la plus précise ?

Les capteurs capacitifs, inductifs et physiques à effet Hall sont assez similaires en termes de précision globale, le capteur capacitif étant légèrement moins bon. L'effecteur intelligent Duet 3D, le capteur IR et le capteur piézo monté sur l'extrémité chaude sont tous un peu plus précis, le piézo monté sur l'extrémité chaude étant le plus précis.

Cependant, l'effecteur intelligent Duet 3D n'est compatible qu'avec les imprimantes Delta, donc si vous utilisez une imprimante cartésienne ou Core X/Y, vous ne pourrez pas l'utiliser.

Comme je viens de le mentionner, le capteur capacitif n'est pas recommandé si vous avez besoin de précision car c'est celui qui a la précision la plus faible par rapport aux autres de la liste.

Cependant, je recommanderais le plus le capteur à effet physique-Hall (BLTouch, etc.) car ceux-ci ne se soucient pas vraiment de savoir si votre surface de construction est en verre, magnétique, etc. car ils ont une sonde qui fonctionne mécaniquement, ce qui en fait le le plus polyvalent.

Vitesse de sondage

Les capteurs inductifs et capacitifs ont la vitesse de détection la plus élevée car ils sont tous deux des capteurs sans contact et n'ont pas besoin de sonder ou de monter et descendre pour établir un contact physique avec le lit d'impression afin d'obtenir la distance idéale.

Durabilité

Tous les capteurs sont assez durables. En théorie, ceux avec les pièces mobiles, par ex. le capteur à effet Hall physique, ont plus de chance d'échouer à cause de l'usure, mais en réalité, leurs mécanismes sont extrêmement simples et les sondes sont conçues pour se plier au lieu de se casser, ce qui les rend très durables.

À mon avis, il y a plus de chances que vous deviez remplacer votre imprimante avant de devoir remplacer les capteurs de mise à niveau automatique du lit.

Polyvalence ?

Le capteur à effet Hall physique est plus polyvalent que les capteurs conducteurs et inductifs car il peut détecter toutes les surfaces et son décalage Z n'est pas affecté par les changements de température et d'humidité.

Tous les capteurs, à l'exception de l'effecteur intelligent 3D duo, montés sur l'extrémité chaude et sous le lit, les capteurs piézo ont une sonde Z séparée. La hauteur relative de la buse et de la sonde Z variera si la tête d'impression s'incline tout en se déplaçant dans le plan XY, ce qui entraînera des variations apparentes de la hauteur de déclenchement avec la position XY. Montez la sonde Z aussi près que possible de la buse pour minimiser cet effet.

Les capteurs IR ont ici un avantage car ils sont légers et suffisamment petits pour être montés plus près de la buse.

Meilleur capteur de nivellement automatique du lit pour le verre

Les capteurs à hall physique sont généralement les capteurs les plus adaptés aux lits de verre ou à toute autre surface non métallique (même s'ils fonctionnent également extrêmement bien avec les surfaces métalliques car ils utilisent une sonde physique pour mesurer la distance entre la buse et le lit). La plupart des capteurs fonctionnent bien avec un lit de verre, à l'exception des capteurs inductifs, car ils ne pourront pas détecter le verre.

EZABL

EZABL est un capteur capacitif qui offre une isolation électrique de la carte mère, une protection contre l'emballement thermique et une dérive de température nulle. Il fonctionne avec des surfaces métalliques et non métalliques, y compris transparentes. À 65 $, c'est un peu cher, mais le coût supplémentaire en vaut peut-être la peine.

Il a deux inconvénients; vous devrez soit acheter le support de capteur séparément, soit l'imprimer vous-même, et pour mettre à jour le firmware, vous devrez utiliser Arduino IDE et le télécharger via le port USB de l'imprimante 3D, mais cela ne devrait pas poser de problème aux fabricants expérimentés car il est l'un des capteurs les mieux documentés et les mieux pris en charge actuellement disponibles.

BLTouch

BLTouch est un capteur mécanique et est certainement le capteur de nivellement de lit automatique le plus populaire, en particulier pour l'Ender 3. Ses nouvelles versions comportent les trois parties suivantes :-

1. Microcontrôleur embarqué
2. Interrupteur solénoïde
3. Punaise physique

Les anciennes versions avaient des capteurs à effet hall, mais les plus récentes utilisent un interrupteur à solénoïde en tandem avec un microcontrôleur pour détecter les surfaces lorsque la punaise se rétracte. Il peut détecter les surfaces métalliques et non métalliques, y compris les surfaces transparentes (c'est assez évident car cela fonctionne mécaniquement, mais je voulais m'assurer que vous aviez l'info). Il coûte environ 50 $ et convient aux débutants car il est facile à installer, et de nombreuses vidéos pédagogiques sont disponibles en ligne pour le faire.

Kit de mise à niveau UPtanium

Le kit de mise à niveau automatique du lit Uptanium offre le meilleur des deux mondes. Tout comme EZABL, c'est un capteur capacitif mais aussi comme BLTouch, il convient aux débutants en raison d'une installation plus facile. Il s'isole électriquement et peut détecter les surfaces métalliques et non métalliques. Cela coûte

Le seul inconvénient est qu'il se vend environ 65 $.

Une considération importante

Si votre sonde Z est séparée de la buse, essentiellement toutes celles mentionnées précédemment à l'exception de l'effecteur intelligent et des deux types Piezo (Hotend et monté sur le lit), alors si la tête d'impression s'incline lorsqu'elle se déplace dans le plan XY, les hauteurs relatives de la buse et la sonde Z varieront également avec l'inclinaison, provoquant des variations apparentes de la hauteur de déclenchement avec la position XY.

Cet effet peut être réduit en montant la sonde Z aussi près que possible de la buse, mais assurez-vous que la sonde Z est installée correctement.

Conclusion

Pour la plupart des gens, en particulier ceux qui sont nouveaux dans le monde de l'impression 3D et qui n'ont pas beaucoup d'expérience ou de connaissances en électronique et comment installer correctement les sondes, je recommanderais d'utiliser le BLTouch car c'est un appareil qui est été testé par de nombreuses personnes différentes et cela fonctionne ! De plus, l'installation est super facile par rapport au reste.

J'espère que ces informations vous ont été utiles !

Bonne journée !

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