Meilleurs capteurs de nivellement de plateau pour imprimantes 3D : Précision, durabilité et polyvalence

Si vous êtes comme moi et en avez marre de devoir niveler manuellement le plateau tous les quelques impressions (pas vraiment, avec les bons upgrades vous pouvez probablement vous en sortir en le nivelant tous les mois), alors vous pourriez envisager d'acquérir un capteur de nivellement de plateau !

Il en existe plusieurs types et j'en parlerai dans cet article, en donnant un aperçu de ceux qui sont plus polyvalents, précis, durables, etc., et je donnerai aussi mon avis sur celui que je pense que la plupart devraient choisir.

Alors, sans plus tarder, commençons !

Que fait le nivellement automatique du plateau ?

Le plateau d'une imprimante 3D ne reste généralement pas nivelé très longtemps et il faut le reniveler manuellement de temps en temps. Cela arrive surtout avec les imprimantes bon marché comme la Ender 3, et même si on peut changer les vis de nivellement pour augmenter la durée, on devra généralement l'ajuster manuellement de temps en temps.

Avoir un plateau correctement nivelé est probablement le facteur le plus important pour une impression réussie qui adhère bien, car la première couche est ce qui fait ou défait généralement votre impression.

Heureusement, certaines imprimantes ont une fonctionnalité intégrée appelée nivellement automatique qui assure qu'à chaque nouvelle impression, la distance entre le plateau et la buse est automatiquement réglée à la hauteur parfaite, assurant que chaque impression adhère correctement sans être trop écrasée.

Les imprimantes 3D avec cette fonctionnalité ont un capteur près de l'extrémité de la tête d'impression qui mesure la distance entre le plateau et la buse à des points spécifiques avant même le début de l'impression.

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

Le mieux est que si votre imprimante n'a pas ce genre de capteur, vous pouvez en installer un vous-même et ne plus jamais avoir à niveler manuellement le plateau.

Le nivellement automatique aide aussi beaucoup si vous avez un plateau légèrement déformé, ce qui est le cas de nombreuses imprimantes, car il montera ou baissera la buse selon où le plateau est déformé.

Types de capteurs

Les capteurs de nivellement automatique existent en toutes formes, tailles et coûts. Discutons des différents types, comprenons leur technologie et comparons leurs avantages et inconvénients pour vous aider à choisir la meilleure option, car certains fonctionnent bien sur la plupart des surfaces de construction tandis que d'autres non.

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 stocker, qui change quand sa face de détection est placée près d'un objet.

C'est l'un des capteurs les plus rapides, et il fonctionne sur surfaces métalliques et non métalliques, même transparentes comme le verre, car il peut détecter toute surface tant que sa constante diélectrique est supérieure à l'air.

L'inconvénient est qu'ils sont très sensibles aux changements de température, d'humidité et de type de surface de construction. Le moindre changement dans ces trois affectera leur distance de détection et donc le nivellement du plateau.

J'imprime sur surface en verre 99% du temps, donc ce capteur me convient, mais si vous changez constamment de surface de construction, je ne le recommanderais pas.

Inductif

Un capteur inductif est un capteur sans contact fonctionnant sur le principe de l'inductance électrique. En termes simples, il produit un champ magnétique qui change quand sa face de détection est placée près d'un objet métallique (vous devinez que celui-ci ne fonctionnera que sur surfaces métalliques).

Comme les capteurs capacitifs, le décalage Z des capteurs inductifs doit aussi être ajusté pour compenser les changements de température et d'humidité, c'est pourquoi l'utilisation d'une enceinte n'est pas vraiment recommandée. Cependant, si votre imprimante fonctionne en espace ouvert, les capteurs inductifs semblent bien fonctionner.

Capteur à effet Hall physique

Un capteur à effet Hall physique a un plot en plastique rétractable (contenant un aimant) et un capteur à effet Hall.

Pour détecter les surfaces, le capteur doit physiquement les contacter, ce qui rétracte le plot plastique, changeant le champ magnétique. Ce changement est capté par le capteur à effet Hall qui l'exprime en volts.

Ce capteur n'est pas affecté par les changements de température et d'humidité, mais il est considérablement plus lent que les deux précédents car il a des pièces mécaniques mobiles, extrêmement simples, donc moins susceptibles de casser, et même les plots plastiques durent longtemps car conçus pour fléchir et non casser.

Le BLTouch est de ce type, et sa popularité vient du fait qu'il fonctionne sur toutes les surfaces et que la température ne l'affecte pas. Je recommande fortement la plupart des gens à opter pour ce type de configuration.

Capteur IR (Infrarouge)

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

C'est un petit capteur sans contact qui peut détecter les imperfections sur surfaces métalliques et non métalliques et fonctionne aussi sur verre, mais un support mat est recommandé.

Contrairement aux capteurs capacitifs et inductifs, ce type mesure la hauteur vers la surface supérieure d'un plateau en verre, pas la distance vers une plaque de support, et il est idéal 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 au capteur à effet Hall physique, qui est soit fixé à la buse elle-même, soit placé sous le plateau d'impression (généralement utilisé avec imprimantes Delta et beaucoup moins courant).

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

Les capteurs piézo sont très précis, surtout celui monté sur la hotend, et utilisables avec toute surface d'impression : Printbite, PEI, Buildtak, Verre, Aluminium, etc.

Duet3D Smart Effector

Le Duet 3D Smart Effector est uniquement pour imprimantes delta et permet à la hotend de l'imprimante d'être utilisée comme sonde Z pour calculer précisément la distance entre la buse et le plateau, gérant les imperfections de surface.

Il simplifie aussi le câblage des composants de la hotend (thermistance, ventilateurs, cartouche chauffante).

Lequel est le plus précis ?

Les capteurs capacitifs, inductifs et à effet Hall physique sont assez similaires en précision globale, le capacitif étant légèrement moins bon. Le Duet 3D Smart Effector, le capteur IR et le capteur piézo monté sur hotend sont un peu plus précis, le piézo monté sur hotend étant le plus précis.

Cependant, le Duet 3D Smart Effector n'est compatible qu'avec les imprimantes delta, donc si vous utilisez une cartésienne ou Core X/Y, vous ne pourrez pas l'utiliser.

Comme mentionné, le capteur capacitif n'est pas recommandé si vous avez besoin de précision car c'est le moins précis de la liste.

Cependant, je recommande le plus le capteur à effet Hall physique (BLTouch, etc.) car ils ne se soucient pas de votre surface de construction (verre, magnétique, etc.) car ils ont une sonde mécanique, ce qui en fait le plus polyvalent.

Vitesse de sondage

Les capteurs inductifs et capacitifs ont la vitesse de sondage la plus élevée car ce sont des capteurs sans contact qui n'ont pas à sonder ou faire des cycles haut/bas pour faire contact physique avec le plateau.

Durabilité

Tous les capteurs sont assez durables. En théorie, ceux avec pièces mobiles (ex: capteur à effet Hall physique) ont plus de chances de faillir par usure, mais en réalité leurs mécanismes sont extrêmement simples et les sondes conçues pour fléchir au lieu de casser, les rendant très durables.

À mon avis, il y a plus de chances que vous remplaciez votre imprimante avant d'avoir besoin de remplacer les capteurs de nivellement automatique.

Polyvalence ?

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

Tous les capteurs sauf le Duet 3D Smart Effector et les deux types de capteurs piézo (hotend et sous plateau) ont une sonde Z séparée. La hauteur relative de la buse et de la sonde Z variera si la tête d'impression s'incline en se déplaçant dans le plan XY, ce qui entraînera des variations apparentes de la hauteur de déclenchement selon la position XY. Montez la sonde Z aussi près que possible de la buse pour minimiser cet effet.

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

Meilleur capteur de nivellement automatique pour plateau en verre

Les capteurs à effet Hall physique sont généralement les plus adaptés pour plateaux en verre ou toute autre surface non métallique (bien qu'ils fonctionnent aussi très bien avec surfaces métalliques car ils utilisent une sonde physique pour mesurer la distance). La plupart des capteurs fonctionnent bien avec un plateau en verre sauf les inductifs qui ne peuvent pas détecter le verre.

EZABL

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

Il a deux inconvénients : il faut soit acheter le support de capteur séparément, soit l'imprimer soi-même, et pour mettre à jour le firmware il faut utiliser Arduino IDE et l'uploader via le port USB de l'imprimante, mais ce ne devrait pas être un problème pour makers expérimentés car c'est l'un des capteurs les mieux documentés et supportés actuellement.

BLTouch

Le BLTouch est un capteur mécanique et est définitivement le capteur de nivellement automatique le plus populaire, surtout pour la Ender 3. Ses versions récentes ont trois composants :

1. Microcontrôleur embarqué
2. Commutateur solénoïde
3. Plot poussoir physique

Les anciennes versions avaient des capteurs à effet Hall mais les nouvelles utilisent un commutateur solénoïde avec un microcontrôleur pour détecter les surfaces quand le plot poussoir se rétracte. Il détecte surfaces métalliques et non métalliques y compris transparentes (évident puisqu'il fonctionne mécaniquement, mais je voulais m'assurer que vous ayez l'info). Il coûte environ 50 $ et convient aux débutants car facile à installer, avec de nombreuses vidéos tutoriels en ligne.

Kit de nivellement UPtanium

Le kit de nivellement automatique UPtanium offre le meilleur des deux mondes. Comme l'EZABL, c'est un capteur capacitif, mais comme le BLTouch il convient aux débutants grâce à une installation plus facile. Il s'isole électriquement et détecte surfaces métalliques et non métalliques. Il coûte...

L'inconvénient est qu'il se vend autour de 65 $.

Une considération importante

Si votre sonde Z est séparée de la buse, essentiellement tous ceux mentionnés précédemment sauf le Smart Effector et les deux types piézo (hotend et montés sous plateau), alors si la tête d'impression s'incline en se déplaçant dans le plan XY, les hauteurs relatives de la buse et de la sonde Z varieront avec l'inclinaison, causant des variations apparentes de la hauteur de déclenchement selon la position XY.

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

Conclusion

Pour la plupart, surtout les nouveaux dans l'impression 3D sans beaucoup d'expérience ou connaissances en électronique et installation de sondes, je recommanderais le BLTouch car c'est un dispositif testé par beaucoup et qui fonctionne ! De plus, l'installation est super facile comparée aux autres.

J'espère que ces informations étaient utiles !

Bonne journée !

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