La plupart des utilisateurs d'imprimantes 3D ont connu des problèmes de bandes Z ou de nervures à un moment ou à un autre de leur parcours d'impression 3D, tout comme moi. Je me suis demandé comment résoudre ce problème de bandes Z, et s'il existait des solutions simples.

La meilleure façon de résoudre le problème de l'étalement en Z dans votre imprimante 3D est de remplacer la tige de l'axe Z si elle n'est pas droite, d'assurer une température constante du lit avec le PID et d'utiliser des hauteurs de couche qui évitent à votre imprimante 3D d'utiliser le micro-pas. Un moteur pas à pas défectueux peut également provoquer l'étalement en Z, il faut donc identifier la cause principale et agir en conséquence.

Je vous donnerai une description détaillée de la manière de procéder, ainsi que des points à surveiller et d'autres conseils pour résoudre les problèmes liés à la bande Z.

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Qu'est-ce que la bande Z dans l'impression 3D ?

Le Z banding est un phénomène de mauvaise qualité d'impression 3D, qui prend l'aspect d'une série de bandes horizontales le long d'un objet imprimé.

Il est assez facile de déterminer si vous avez des bandes en regardant votre impression, certaines étant bien pires que d'autres. En regardant l'image ci-dessous, vous pouvez clairement voir les lignes épaisses avec des bosses qui ressemblent à de véritables bandes sur l'impression.

Dans certains cas, il peut s'agir d'un effet sympathique sur certaines impressions, mais la plupart du temps, nous ne voulons pas de bandes Z dans nos objets. Non seulement elles donnent une impression de rigidité et d'imprécision, mais elles affaiblissent également la structure de nos impressions, ce qui présente d'autres inconvénients.

Nous pouvons déterminer que le baguage n'est pas une chose idéale, alors examinons les causes du baguage. Connaître les causes nous aidera à déterminer les meilleures façons d'y remédier et d'empêcher qu'il ne se reproduise à l'avenir.

Quelle est la cause de la bande Z dans vos tirages ?

Lorsqu'un utilisateur d'imprimante 3D est confronté à l'effet de bande Z, cela est généralement dû à quelques problèmes principaux :

• Mauvais alignement sur l'axe Z
• Microstepping dans un moteur pas à pas
• Fluctuations de la température du lit de l'imprimante
• Tiges instables de l'axe Z

La section suivante passe en revue chacun de ces problèmes et tente d'en résoudre les causes à l'aide de quelques solutions.

Comment remédier à l'anneau en Z ?

Il se peut que vous ayez essayé plusieurs choses pour résoudre le problème de l'étalement en Z, mais qu'elles ne fonctionnent pas. Ou bien vous l'avez découvert récemment et vous cherchez une solution. Quelle que soit la raison pour laquelle vous êtes venu ici, cette section vous donnera, je l'espère, les conseils nécessaires pour résoudre le problème de l'étalement en Z une bonne fois pour toutes.

La meilleure façon de résoudre le problème de la bande Z est de le faire :

1. Aligner correctement l'axe Z
2. Utiliser des hauteurs de couche en demi-pas ou en pas complet
3. Assurer une température constante dans le lit
4. Stabiliser les tiges de l'axe Z
5. Stabiliser les roulements et les rails dans les autres axes/le lit d'impression

La première chose à faire est de vérifier si les bandes sont uniformes ou décalées.

En fonction de la cause exacte, il y aura différentes solutions à essayer en premier lieu.

Par exemple, si la cause principale est un tremblement de l'imprimante 3D ou un mouvement irrégulier des tiges, votre banderolage aura un certain aspect.

Si vous avez une bande Z qui ressort principalement d'un seul côté, cela signifie que la couche doit être décalée/dépressée du côté opposé.

Lorsque la cause de votre bande Z est liée à la hauteur des couches ou à la température, vous avez plus de chances d'obtenir une bande uniforme et régulière.

Dans ce cas, les couches sont plus larges dans toutes les directions par rapport à une autre couche.

1. aligner correctement l'axe Z

La vidéo ci-dessus montre un cas de mauvaise fixation du chariot en Z qui maintient l'écrou en laiton. Si cette fixation est mal fabriquée, elle risque de ne pas être aussi carrée que vous le souhaitez, ce qui entraînera un marquage en Z.

En outre, les vis de l'écrou en laiton ne doivent pas être serrées à fond.

Si vous avez une autre imprimante, vous pouvez rechercher le support de pas à pas spécifique à votre imprimante.

Un coupleur flexible permet également d'améliorer l'alignement et d'éliminer la bande Z que vous avez rencontrée. Si vous recherchez des coupleurs flexibles de haute qualité, vous devriez opter pour les coupleurs flexibles YOTINO 5 Pcs 5mm à 8mm.

Ils s'adaptent à une large gamme d'imprimantes 3D, de la Creality CR-10 à la Makerbots en passant par la Prusa i3s. Ils sont fabriqués en alliage d'aluminium avec une grande qualité de fabrication afin d'éliminer le stress entre votre moteur et les pièces d'entraînement.

2. utiliser des hauteurs de calque en demi-pas ou en pas complet

Si vous choisissez une hauteur de couche incorrecte par rapport à l'axe Z de votre imprimante 3D, vous risquez de provoquer un effet de bande.

Il est plus probable qu'il apparaisse lorsque vous imprimez avec des couches plus petites, car l'erreur est plus prononcée et les couches minces devraient donner des surfaces assez lisses.

Le fait d'avoir des valeurs de micropas incorrectes peut compliquer la résolution de ce problème, mais il existe heureusement un moyen simple de contourner ce problème.

Si l'on compare la précision des mouvements des moteurs que nous utilisons, on constate qu'ils se déplacent en "pas" et en rotations. Ces rotations ont des valeurs spécifiques quant à l'ampleur du mouvement, de sorte qu'un pas complet ou un demi-pas déplace un certain nombre de millimètres.

Si nous voulons nous déplacer avec des valeurs encore plus petites et plus précises, le moteur pas à pas doit utiliser le micro-pas. L'inconvénient du micro-pas est que les mouvements ne sont pas aussi précis que nous le souhaitons.

Il est facile d'éviter que votre extrudeuse n'ait à utiliser le micro-pas en utilisant les valeurs de pas complet ou de demi-pas de votre imprimante 3D, en fonction de la hauteur des couches.

J'ai publié récemment un article qui traite de la microstepping/hauteur des couches et de sa capacité à produire des impressions de meilleure qualité.

En principe, avec une imprimante 3D Ender 3 Pro ou Ender 3 V2 par exemple, vous disposez d'une valeur de pas complète de 0,04 mm. Pour utiliser cette valeur, vous n'imprimez que des hauteurs de couche divisibles par 0,04, c'est-à-dire 0,2 mm, 0,16 mm, 0,12 mm, etc.

Ces valeurs de hauteur de couche à pas complet signifient que vous n'avez pas besoin d'utiliser le micro-pas, qui peut donner un mouvement inégal sur l'axe Z. Vous pouvez entrer ces hauteurs de couche spécifiques dans votre slicer, que vous utilisiez quelque chose comme Cura ou PrusaSlicer.

3. assurer une température constante dans le lit

Une fluctuation de la température du lit peut provoquer des bandes en Z. Essayez d'imprimer sur du ruban adhésif ou avec des adhésifs et sans lit chauffé pour voir si vous avez toujours des bandes en Z sur vos impressions. Si cela résout le problème, il s'agit probablement d'un problème de fluctuation de la température.

Les deux types de processus de chauffage du lit sont appelés chauffage du lit Bang-Bang ou chauffage du lit PID. Le chauffage du lit Bang-Bang se produit lorsque votre imprimante 3D atteint la température du lit définie et arrête de chauffer, ce qui la fait refroidir.

Le lit atteint alors un certain point en dessous de la température réglée, puis se remet en marche pour atteindre la température réglée. Bang-Bang, en référence au fait d'atteindre plusieurs fois chacune de ces températures.

Le lit chauffé peut alors se dilater et se contracter, à un niveau juste assez élevé pour provoquer des incohérences d'impression.

PID (Proportionnel, Intégral, Différentiel) est une fonction de commande de boucle dans le micrologiciel Marlin pour régler automatiquement et réguler les températures du lit dans une plage spécifique et arrêter les grandes fluctuations de température.

Cette ancienne vidéo de Tom Sanladerer l'explique assez bien.

Activez le PID et réglez-le. La commande M303 peut prêter à confusion lorsqu'il s'agit d'identifier le chauffage de l'extrudeuse par rapport au chauffage du lit. Le PID peut maintenir une température correcte et constante du lit tout au long de l'impression.

Les cycles de chauffage du lit s'activent complètement, puis se refroidissent avant de redémarrer pour atteindre la température de consigne globale du lit. C'est ce que l'on appelle le chauffage de lit bang-bang, qui se produit lorsque le PID n'est pas défini.

Pour résoudre ce problème, vous devez ajuster quelques lignes dans le fichier configuration.h du micrologiciel Marlin :

#define PIDTEMPBED

// ... Section suivante vers le bas ...

//#define BED_LIMIT_SWITCHING

La procédure suivante a fonctionné pour un Anet A8 :

M304 P97.1 I1.41 D800 ; Définir les valeurs PID du lit

M500 ; Stocker dans l'EEPROM

Cette fonction n'est pas activée par défaut car certaines imprimantes 3D ne fonctionnent pas bien avec la commutation rapide qui se produit. Assurez-vous avant d'effectuer cette opération que votre imprimante 3D a la capacité d'utiliser le PID. Cette fonction est automatiquement activée pour le chauffage de votre hotend.

4. stabiliser les tiges de l'axe Z

Si l'arbre principal n'est pas droit, il peut provoquer une oscillation qui se traduit par une mauvaise qualité d'impression. Le roulement au sommet de chaque tige filetée contribue au banding, il peut donc s'agir d'une série de causes qui s'additionnent pour rendre le banding aussi mauvais qu'il l'est.

Une fois que vous aurez identifié et corrigé les causes de l'effet de bande, vous devriez être en mesure d'éliminer cette qualité négative de vos tirages.

Une vérification des roulements des tiges Z est une bonne idée. Il existe des tiges plus droites que d'autres, mais aucune n'est parfaitement droite.

Lorsque vous regardez comment ces tiges sont installées sur votre imprimante 3D, elles risquent de ne pas être droites, ce qui décale légèrement l'axe Z.

Si votre imprimante 3D est fixée sur des roulements, elle peut être décentrée car le trou dans lequel passe la tige n'est pas de taille parfaite, ce qui permet un mouvement latéral supplémentaire inutile.

Ces mouvements latéraux entraînent un désalignement des couches, ce qui provoque l'apparition de la bande Z que vous connaissez.

Causé par un mauvais alignement des bagues en plastique sur le chariot de l'extrudeuse, ce qui augmente la présence de vibrations et de mouvements irréguliers tout au long du processus d'impression.

Dans ce cas, il est préférable de remplacer les rails et les roulements linéaires inefficaces par des rails trempés et des roulements de haute qualité, voire par un chariot d'extrudeuse en métal si vous en avez un en plastique.

Si vous avez deux tiges filetées, essayez de faire tourner légèrement l'une des tiges à la main et vérifiez si elles sont toutes deux synchronisées.

Si l'écrou Z est plus haut d'un côté, essayez de desserrer légèrement chacune des 4 vis. En gros, essayez d'obtenir un angle égal de chaque côté, pour que les mouvements ne soient pas déséquilibrés.

5. stabiliser les roulements et les rails dans l'autre axe/le lit d'impression

Les roulements et les rails de l'axe Y peuvent également contribuer à l'effet de bande Z. Il convient donc de vérifier ces éléments.

Il est conseillé d'effectuer un test d'agitation : prenez le hotend de votre imprimante et essayez de l'agiter pour voir s'il y a du mouvement ou de la souplesse.

La plupart des pièces bougeront un peu, mais il faut s'assurer qu'elles ne sont pas trop lâches.

Effectuez également le même test sur votre lit d'impression et corrigez tout relâchement en calant vos roulements afin d'obtenir un meilleur alignement.

Par exemple, pour l'imprimante 3D Lulzbot Taz 4/5, ce support Z Nut Anti Wobble vise à éliminer les bandes Z mineures ou les oscillations.

Il ne nécessite pas de mise à jour du micrologiciel ou quoi que ce soit d'autre, juste une pièce imprimée en 3D et un ensemble de matériaux qui s'y rattachent (décrits sur la page Thingiverse).

En fonction de la conception de votre imprimante 3D, il est possible que vous soyez confronté à un phénomène de Z banding. Lorsque l'axe Z est sécurisé par des tiges lisses, ainsi que par des tiges filetées dont l'une des extrémités est munie de roulements qui le déplacent vers le haut et vers le bas, vous ne rencontrerez pas ce problème.

De nombreuses imprimantes 3D utilisent la combinaison d'une tige filetée connectée aux arbres de votre moteur pas à pas Z pour le maintenir en place grâce à son raccord interne. Si vous avez une imprimante avec une plateforme portée par l'axe Z, vous pouvez rencontrer un phénomène de banding en raison de l'oscillation de la plateforme.

Autres solutions pour essayer de fixer la bande Z dans les impressions 3D

• Essayez de placer du carton ondulé sous votre lit chauffant.
• Placez les clips qui maintiennent votre lit en place juste au bord.
• Assurez-vous qu'il n'y a pas de courants d'air qui affectent votre imprimante 3D
• Visser les boulons et les vis de votre imprimante 3D
• Veillez à ce que vos roues puissent bouger suffisamment librement
• Découplez vos tiges filetées des tiges lisses
• Essayer une autre marque de filament
• Essayez d'augmenter le temps minimum d'une couche pour les problèmes de refroidissement.
• Graissez votre imprimante 3D pour des mouvements plus fluides

Il y a de nombreuses solutions à essayer, ce qui est courant dans l'impression 3D, mais espérons que l'une des solutions principales fonctionnera pour vous. Si ce n'est pas le cas, faites une liste de vérifications et de solutions pour voir si l'une d'entre elles fonctionnera pour vous !

Meilleur test de baguage en Z

Le meilleur test pour l'anneau en Z est le modèle Z Wobble Test Piece de Thingiverse. Il s'agit d'un cylindre vertical que vous pouvez imprimer en 3D pour voir si vous souffrez réellement d'anneau en Z ou non.

Un utilisateur s'est rendu compte que son Ender 5 avait de très mauvaises lignes horizontales, il a donc imprimé ce modèle en 3D et le résultat est mauvais.

Après avoir effectué une série de réparations telles que le démontage de l'axe Z, son nettoyage et son graissage, la vérification de son mouvement et le réalignement des roulements et des écrous en POM, le modèle est finalement sorti sans le cerclage.

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J'espère que cet article vous sera utile et je vous souhaite une bonne impression !