stage¶

Tuto FreeCAD - impression 3D : création d'un dé à jouer¶

lien du tuto

Découverte du logiciel FreeCAD et réalisation d'un dé à jouer
- Créer un carré avec congés
- Créer une esquisse sur la face sélectionnée (Sketcher), réaliser des traits de construction et tracer les cercles en imposant des contraintes de positions et de tailles. Aller dans le Part, extruder les chiffres et soustraire
- Faire de même pour les autres faces
- Enregistrement du document et découverte du logiciel Cura

Fichier FreeCad : dé à jouer.FCStd

- Exportation du fichier sur OrcaSlicer
Fichier OrcaSlicer : dé à jouer-Cut005.stl
- Préparation de l'imprimante et impression avec les paramètres suivants :
Imprimante : Bambu Lab P1S 0.4 nozzle
Filament : PLA
Quantité : 3.80g
Temps : environ 20 min
Hauteur de couche : 0.2mm
Densité de remplissage : 30%

Entraînement sur FreeCAD avec des pièces supplémentaires¶

Entraînement 1 : tuto youtube

Pièce de difficulté moyenne.
Problème rencontré lors de la protusion, réalisation de la cavité car le sketcher n'appartenait pas au corps dans l'arborescence.
pièce test.FCStd

Entraînement 2 : "tuto youtube":

Pièce de difficulté moyenne
Problème rencontré lors du sketcher car pièce pas entièrement fermée donc pas possible d'extruder.
pièce test 2.2.FCStd

Tuto FreeCAD - découpe laser : pot à crayon¶

- Créer un boîte à l'aide d'une macro (BoxCreator) et passer chaque document de chacune des parois en sketcher
- Percer le pot à l'aide de forme aléatoire afin de minimiser le remplissage des parois
- Réaliser des vues de chaque côté et les enregistrer au format DXF
- Faire un fichier sur Inkscape avec l’ensemble des vues
- Modifier les informations des fonds, contours, fonds et contours
Fichier FreeCAD : pot à crayon.FCStd
Fichier Inkscape : ensemble.svg

- Fabrication par face à l'aide de la découpe laser (Speedy 300) avec les paramètres suivants :
Puissance : 95
Vitesse : 0.8
- Collage des face entre elles avec de la colle à bois.

Projet robot¶

Contexte du projet¶

Un projet de robot est actuellement en cours. L'objectif est de créer un robot programmable par des enfants de primaire. La programmation du robot est faite avec des gommettes collées sur une feuille de papier traduisant des instructions d'actions. Ces instructions peuvent être des mouvements (avancer, reculer...) mais aussi des actions comme arroser à l'aide d'un système de pompe à eau. Ainsi, le robot peut avoir une fonction d'éteindre des bougies, arroser des plantes..
Il se compose : d'un système de scan des gommettes, un châssis, des roues, moteurs et cartes électroniques.

Une première version de ce robot à déjà été produite or il est nécessaire de l'améliorer. Un problème se pose notamment sur l'équilibre du robot, dû à une mauvaise répartition de la masse.
Mon travail se porte ainsi sur la partie avant du robot comportant la pompe à eau.

Travail sur la partie avant du robot¶

La première version du robot possède un système de pompe à eau en hauteur. Désormais, il est souhaité de faire ce système à l'horizontale. Des contraintes devaient être respectées.
- le support part d'un flacon circulaire avec un renfoncement
- la hauteur de l'ensemble du système doit être inférieure à la hauteur disponible sous le scan
- une pompe et une carte doivent être positionner sur le support
- le système doit être pratique et esthétique

Résumé¶

Impression	Paramètres	Photo	Améliorations
1	Imprimante : Bambu Lab P1S 0.4 nozzle Filament : PLA Quantité : 14g Temps : environ 43 min Hauteur de couche : 0.2mm Densité de remplissage : 15% Impression : avec support		- Perçages d'emplacement de la pompe sur le support mal positionnés - Perçages des inserts trop courts - Hauteur du cache de la pompe n'est pas uniforme - Modifier l'avancement du tuyau (renforcer et éviter les supports inutiles) - Pompe mal représentée
2	=		- Cavité de la carte électronique pas assez large - Pompe pas assez serrée dans le support, augmenter l'épaisseur de l'arrière de la fixation de la pompe - Perçages d'emplacement de la pompe sur le support mal positionnés - Diamètre du support trop petit - Avancement du tuyau doit aller jusqu'au bord du support - Perçage recevant l'arrivée d'eau doit être ouvert jusqu'à l'arrivé du cache - Augmenter épaisseur du cache afin de le rendre plus solide et une rainure est créé afin de passer des fils - Ajouter des perçages de fixation autour de la carte électronique afin de la protéger de l'eau - Ajouter perçage proche de la pompe et sur la réserve d'eau
3	=		- Ouvrir les deux perçages d'emplacement de la pompe jusqu'au cache - Augmenter l'épaisseur à l'arrière de la pompe afin de mieux tenir la pompe - Augmenter le diamètre du support - Décaler et changer le perçage en rainure jusqu'au bord de la cavité pour les soudures - Décaler les rainures et augmenter l’épaisseur
4	=		- Diamètre des perçages du cache de la pompe et les perçages de fixation trop grand - Enlever un perçage de fixation au niveau de la carte et le centre sur un côté - Faire une rainure à la place d'un perçage au niveau de la carte électronique - Ajouter un cache au-dessus de la carte en faisant des perçages de fixation et des rainures afin de laisser passer les fils
5	=		- Perçage de fixation de la platine pas assez marqué sur le cache - ajouter des côtés afin de mieux tenir la carte et limiter d'avantage les éclaboussures d'eau
6	=		Perçages de fixation trop étroit - Perçages des inserts encore légèrement étroits
7	=		- Augmenter la largeur d'ouverture laissant passer les tuyaux
8	=		- Pièce validée

Première version¶

J'ai réalisé à l'aide de FreeCAD, une première version. Le fichier se compose du support, de la pompe en vert et de la carte en rouge.
La pièce sera imprimé en deux partie. Le cache du dessus de la pompe doit être imprimé séparément

Fichier FreeCAD : robot.FCStd

L'impression a été réalisée avec les paramètres suivants :
Imprimante : Bambu Lab P1S 0.4 nozzle
Filament : PLA
Quantité : 14g
Temps : environ 43 min
Hauteur de couche : 0.2mm
Densité de remplissage : 15%
Impression : avec support

Quelques corrections sont à apporter :
- les perçages d'emplacement de la pompe sur le support sont mal positionnés (décaler et inverser l'entrée et la sortie d'eau)
- les perçages des inserts sont trop courts
- la hauteur du cache de la pompe n'est pas la même sur les côtés que devant
- modifier l'avancement du tuyau (renforcer et éviter les supports inutiles)
- pompe mal représenté (cylindre décalé)
Remarque : nous avons pensé mettre des tiges en plastiques à la place de vis pour tenir le support au châssis. Cela permet de retirer facilement le pot du dessous afin de le remplir sans que le support de la pompe bouge.

Deuxième version¶

Une deuxième version de la pièce a été imprimée avec les modifications citées ci-dessus. L'impression est réalisée avec les mêmes paramètres que la première version.

D'autres corrections sont à faire pour le prochaine impression :
- la cavité de la carte électronique n'est pas assez large
- la pompe n'est pas assez serrée dans le support, augmenter l'épaisseur de 'arrière de la fixation de la pompe
- les perçages d'emplacement de la pompe sur le support sont mal positionnés
- le diamètre du support est trop petit, beaucoup de jeu
- l'avancement du tuyau doit aller jusqu'au bord du support

Troisième version¶

La troisième version est également faite avec les mêmes paramètres de fabrication et avec les modifications citées ci-dessus. De plus, d'autres modifications sont apportées :
- le perçage recevant l'arrivée d'eau doit être ouvert jusqu'à l'arrivé du cache afin de glisser facilement le tuyau d'eau
- l'épaisseur du cache est augmenté afin de le rendre plus solide et une rainure est créé afin de passer des fils
- ajouter des perçages de fixation autour de la carte électronique afin de la protéger de l'eau
- un perçage est ajouté pas loin de la pompe et sut la réserve d'eau afin de remplir cette dernière plus simplement

Après l'impression de la troisième pièce, un problème a été rencontré. Lorsque le support du perçage de l'emplacement de la pompe a été retiré, le dessus du perçage s'est cassé car il y avait peu de matière.
- les deux perçages d'emplacement de la pompe seront ouvert jusqu'au cache
- l'épaisseur à l'arrière de la pompe peut être augmenter afin de mieux tenir la pompe. Cette dernière sera mise par le dessus
- le diamètre du support peut être augmenter
- le perçage de la carte peut être légèrement décalé et ouvert jusqu'au bord afin de laisser une rainure pour les soudures
- décaler les rainures et augmenter l’épaisseur

Quatrième version¶

Cette version a été réalisée avec des paramètres identiques et avec les modifications dites ci-dessus.

Certaines améliorations sont à apporter après l'impression de cette version :
- le diamètre des perçages du cache de la pompe et les perçages de fixation sont trop grand. Diminuer à 3mm
- enlever un perçage de fixation au niveau de la carte et le centre sur un côté
- revoir la rainure de soudure au niveau de la carte contenant le perçage d'une vis, enlever ce perçage
- ajouter un cache au dessus de la carte en faisant des perçages de fixation et des rainures afin de laisser passer les fils

Cinquième version¶

Cette impression est réalisée avec des paramètres de fabrications identiques
Deux modifications sont à apporter au cache de la carte électronique :
- le perçage de fixation de la platine n'est pas assez marqué sur le cache
- ajouter des côtés afin de mieux tenir la carte et limité d'avantage les éclaboussures d'eau

Sixième version¶

Paramètres de fabrication identiques.
Seulement le cache de la carte électronique a été imprimé.
Les modifications sont bonnes. La pièce en elle même est fonctionnelle avec la pompe et la carte électronique. Reste à vérifier si elle s'adapte au châssis et au moyen de fixation.

Septième version¶

Après vérification, quelques problèmes sont apparus :
- les perçages de fixation sont trop étroit, la fabrication 3D n'est pas toujours très précise
- les perçages des inserts peuvent être légèrement plus profond et avec un diamètre plus élevé afin que la tête de l'insert ne dépasse pas

La pièce doit ainsi être imprimé de nouveau, avec des paramètres identiques

Huitième version¶

Après un montage complet de la pièce avec la pompe et les tuyaux, nous nous sommes aperçu que les ouvertures visant à laisser passer les tuyaux étaient légèrement étroite et pince donc endommage ce tuyau. Il est donc nécessaire d'augmenter le diamètre. Seulement le support doit être imprimé.
L'impression de cette pièce est réalisée avec les paramètres d'impression identique à celles précédentes.

Fichier FreeCAD : support pompe robot.FCStd

Pièce validée.

Contrôles états de surface¶

Une observation de l'état de surface a été effectuée avec un microscope (Nikon SMZ745T) afin de voir les couches et les problèmes qui se posent avec l'impression 3D.

Mise en plan¶

Le support, le cache de la pompe à eau et le cache de la carte électronique ont été mis sous forme de mise en plan avec les côtes correspondantes.
MEP support.pdf
MEP cache pompe.pdf
MEP cache carte.pdf

Contrôles dimensionnel¶

Suite à l'impression, j'ai réalisé des contrôles dimensionnels des différentes parties de la pièce afin de vérifier si les côtes sont similaires et définir une marge d'erreur. Les résultats ont été exprimés sous forme de tableur.

controle.ods

Résumé stage¶

Pour la fin de mon stage, j'ai réalisé un diaporama afin de répertorier quel était le but du stage, ce que j'y ai fais, des analyses...
Diaporama : fabrication robot.pptx
fabrication robot.pdf