Comment corriger le saut de couches sur imprimante 3D : Guide complet

Quelle que soit la marque, tous les utilisateurs d'imprimantes 3D ont rencontré ce problème à un moment. Cet article analyse les différents facteurs pouvant causer ce problème et les solutions pour chaque cas.

Comment corriger le problème de saut de couches ? Généralement, c'est un problème mécanique qu'il est possible de résoudre et même prévenir avec quelques ajustements simples et une bonne maintenance.

Comment savoir si l'imprimante 3D saute des couches ?

Lorsqu'il y a des sauts de couches, on observe certaines couches avec manque de matière ou un flux irrégulier et rare, comme sur les images ci-dessous. Les pièces ont un aspect mauvais et même fragile.

Quelles sont les causes et comment résoudre le problème ?

De nombreux facteurs peuvent causer ce type de problème. En général, le manque de couche ou saut de couche estusually dû à un problème mécanique. Les solutions, des plus générales aux plus spécifiques, sont décrites ci-dessous.

Commencer par la maintenance mécanique

Il est important d'apprendre à faire la maintenance mécanique de l'imprimante pour prévenir les futurs désagréments et prolonger la durée de vie de ses éléments. Comme toute machine, les pièces s'usent par usage fréquent et certaines vis se desserrent, pièces lubrifiées sèchent, etc.

Effectuez une maintenance avec quelques étapes simples :

Serrer tous les écrous et vis

Les vibrations dues au mouvement constant causent le desserrage des vis et écrous. Si les vis de l'imprimante ne sont pas bien serrées, de petits désalignements peuvent apparaître sur certains axes et courroies, entre autres.

Comment faire

Pour cette tâche, clés Allen et pinces ou clés de la taille des écrous sont nécessaires.

Vérifiez et serrez simplement toutes les vis avec la clé Allen appropriée. Si la vis est traversante et l'écrou derrière, maintenez l'écrou avec pince ou clé pour qu'il ne tourne pas faux en serrant la vis.

Dans certains cas, il convient de remplacer les écrous normaux par des écrous auto-freinants. Ceux-ci ont un matériau à l'intérieur qui freine pour qu'ils ne se desserrent pas avec les vibrations.

Il est aussi important de bien tendre la courroie du chariot. Généralement, les imprimantes ont un système de tension manuel. Desserrer les vis en relâchant la tension de la courroie. Puis, tenant le bout de la courroie à la main, étirez pour obtenir une bonne tension et resserrez les vis.

Pour les Ender ou similaires, il est aussi important de serrer les écrous excentriques des roulements avec une clé comme montré ci-dessous.

Vérifier si tiges et supports sont désalignés

Comment faire

Sur certaines imprimantes, le mouvement de l'axe Z est assuré par deux moteurs travaillant simultanément avec tiges filetées. Il est important que les deux extrémités soient à la même hauteur. Cela se fait en mesurant chaque extrémité avec une règle et en ajustant les hauteurs jusqu'à égalité.

Avec des imprimantes comme les Ender, ce type de désalignement est moins probable car les structures aux extrémités du chariot créent un carré.

S'assurer que la buse n'est pas bouchée (génère un faible flux d'extrusion)

Quand la buse est partiellement bouchée, le flux d'extrusion est irrégulier. Cela génère un manque de matière dans la couche. Cela peut survenir pour différents facteurs :

• Particules entrées dans la buse à cause de corps étrangers dans le filament ;
• Bouchage dû à mauvaise configuration de la rétraction ;
• Particules restantes d'autres matériaux moins courants (fibre de carbone, filaments mélangés bois, etc.) que le nouveau filament n'élimine pas complètement ;
• Restes de filament brûlé.

Tous ces déchets collent aux parois de la buse et réduisent le flux. C'est ce qu'on appelle la sous-extrusion.

Les filaments de bonne qualité préviennent les corps étrangers dans le matériau et donc le bouchage. Les filaments mal fabriqués ont aussi des incohérences de diamètre causant bouchage si diamètre plus grand ou flux pauvre si plus petit que le standard.

Comment nettoyer la buse

La technique la plus utilisée est expliquée ci-dessous. Elle nécessite une aiguille du diamètre de la buse (ce kit est généralement inclus avec l'imprimante).

1. Chauffer le hotend à la température du filament. Ex : pour PLA 210-230 °C (410-446 °F).
2. Insérer l'aiguille par le bec, en faisant des mouvements aller-retour.
3. Retirer l'aiguille et pousser manuellement le filament.

Si la technique ci-dessus n'a pas débouché la buse, la suivante appelée « Méthode Atomique ou Cold Pull » consiste en :

1. Chauffer le hotend à la température de travail du matériau et retirer le filament utilisé.
2. Insérer du PLA et le faire extruder un peu.
3. Refroidir le hotend à environ 90 °C (194 °F).
4. Tirer le filament avec un mouvement fort.

En extrayant le matériau, on peut observer les déchets collés à la pointe. Répétez ces étapes autant de fois que nécessaire jusqu'à ce que la pointe ressorte propre. Sur l'image ci-dessous, voyez comment l'extraction de déchets diminue en répétant ces étapes.

Un autre facteur important à vérifier est l'état du tube PTFE à l'intérieur du hotend. Il est normal que le tube brûle ou se détériore avec l'usage, causant aussi du bouchage comme sur l'image suivante. Remplacez simplement le Téflon par un neuf, en vérifiant qu'il est bien placé dans la buse.

Vérifiez que la roue dentée n'a pas de déchets dus à l'usure du filament. S'il y a de la poussière, retirez-la avec une brosse.

Un facteur majeur est la façon dont la bobine de filament tourne. La forme de la bobine dépend du fabricant et dans certains cas, le trou central est bien plus grand que le support sur l'imprimante. En imprimant, le moteur d'extrusion finit par tirer sur le filament et peut causer un mauvais alimentation du hotend. Pour bien centrer la bobine, les utilisateurs peuvent imprimer un adaptateur comme ceux-ci :

Regardez la vidéo suivante où les procédures ci-dessus sont montrées :

Lubrifier toutes les parties si nécessaire

Comment faire

Si l'imprimante utilise tiges lisses et roulements linéaires, il est important de lubrifier correctement les tiges, en essuyant d'abord l'ancienne graisse avec de l'alcool isopropylique. N'utilisez pas WD-40 comme lubrifiant car il sèche très vite, cause beaucoup de friction et endommage les roulements. Les lubrifiants adaptés sont à base de Téflon (PTFE). Il est aussi important de lubrifier les roulements et les tiges filetées de l'axe Z.

Niveler le plateau

Un bon nivellement du plateau est essentiel pour commencer à imprimer correctement. La calibration peut se faire manuellement en serrant les vis à ressort aux extrémités du plateau, ou automatiquement avec capteurs. Ces capteurs corrigent les petites irrégularités impossibles à corriger manuellement, surtout si la surface du plateau est grande (supérieure à 250x250 mm) ou si le plateau a un défaut d'usine.

Comment faire

Si l'imprimante n'a pas de capteur auto-nivellement, suivez ces étapes simples avec une feuille de papier :

1. Ramener tous les axes à l'origine
2. Désactiver les moteurs pour déplacer X et Y à la main
3. Amener la tête d'impression dans un coin et placer la feuille entre buse et plateau
4. Bouger la vis de ce coin, serrer ou desserrer, et déplacer simultanément la feuille pour sentir une légère friction
5. Répéter l'étape dans tous les coins
6. Finalement, vérifier à différents points du plateau qu'il est bien nivelé

Pour vérifier la calibration, faites une impression rapide en plaçant cercles ou carrés à différents points du plateau comme :

Ender 3 Level Test – Thingiverse

Lisez l'article suivant où ces étapes sont expliquées en détail, avec papier et feuilles d'épaisseurs spéciales.

Réglages du trancheur

Le logiciel de tranchage consiste à diviser le modèle 3D en tranches ou couches selon les paramètres définis par l'utilisateur. Ainsi, il crée un fichier de commandes (G-code) que l'imprimante lit. Cela indique les mouvements de chaque axe ainsi que températures, vitesses, etc.

Voici quelques réglages qui peuvent corriger ce problème de saut de couches.

Ajuster le débit (Flow Rate)

Comme tous les filaments n'ont pas exactement le même diamètre ou matériau, il est nécessaire d'ajuster le paramètre de débit. Par défaut, le débit dans les trancheurs est à 100 % mais en général, le débit se situe entre 90 % et 110 %.

Comment faire

La calibration nécessite une règle ou pied à coulisse et un marqueur.

1. Préchauffer le hotend à la température de travail
2. Avec la règle, mesurer 110 mm (4,33 in) sur le filament depuis l'entrée de la tête d'impression et marquer au marqueur
3. Depuis l'écran, extruder lentement un total de 100 mm (3,93 in)
4. Mesurer à nouveau avec la règle et noter la distance entre le début de la tête et la marque. Si la mesure est :
   • a) Égale à 10 mm (0,39 in) : le débit est bien calibré !
   • b) Inférieure à 10 mm : le débit est plus grand qu'il ne devrait. C'est de la sur-extrusion
   • c) Supérieure à 10 mm : le débit est plus petit qu'il ne devrait. C'est de la sous-extrusion

Si la mesure n'est pas 10 mm, on corrige facilement par calcul. Il faut connaître la valeur des pas du moteur d'extrudeur ; généralement obtenu depuis l'écran (« Control > Mouvement > Extrudeur »).

Nouveau débit [%] = (Nombre de pas [pas/mm] x 100 mm) / (110 mm – mesure)

C'est la nouvelle valeur à régler dans le trancheur.

Une autre façon de calibrer le débit est d'imprimer une pièce test et mesurer certains angles au pied à coulisse, comme dans ce guide : The Best Flowrate Calibration Method! par petrzmax – Thingiverse

Ajuster la résolution (Épaisseur de ligne)

La hauteur de couche maximale est limitée par le diamètre de la buse. Règle générale : 20 % de moins que le diamètre de la buse. Ex : pour buse 0,4 mm, hauteur max 0,32 mm (0,015 in → 0,012 in dans le texte original, probablement erreur de conversion). Ainsi, bonne adhérence entre couches sans espace.

Sur certaines imprimantes, il y a les « nombres magiques » : hauteurs de couche où l'imprimante fonctionne le mieux. Ces nombres sont déterminés par le pas des tiges filetées sur l'axe Z.

Pour les Ender, l'incrément recommandé entre couches est 0,04 mm (0,0015 in). Ex : 0,08, 0,12, 0,16, 0,20, 0,24 mm.

Comment faire

Pour régler ce paramètre, ajustez le paramètre « Hauteur de couche » (Layer height).

Autres raisons moins courantes

Plateau déformé (Warped bed)

Chez utilisateurs Ender, certains cas de plateaux déformés ont été signalés. Peu importe combien on calibre manuellement, on trouve toujours des parties où le filament n'adhère pas correctement.

Comment corriger

Dans ces cas, le mieux est d'installer un capteur de nivellement automatique et régler les points de calibration dans le firmware.

Trouvez la procédure pas à pas dans la vidéo suivante pour effectuer ce réglage.

Filament dépouillé ou mordu par les dents de l'engrenage d'extrusion

Quand la buse est bouchée, le matériau ne coule pas correctement. L'engrenage du moteur d'extrusion réduit sa traction. Si le matériau ne peut pas être poussé correctement, l'engrenage « mange » le filament qui perd traction.

Dans d'autres cas, la pression du système d'engrenages sur le filament est trop forte et le déforme.

Comment corriger

Pour le premier cas, nettoyez le bouchage de la buse comme expliqué plus haut.

Pour le second, il suffit de desserrer la tension des engrenages, généralement via une vis et un ressort. La pression doit suffire à tirer le filament sans le déformer. Un moyen facile de vérifier : extrudez du matériau et tirez le filament manuellement. Si l'engrenage saute, il faut encore serrer un peu.