Utilisation des slicers 3D

Introduction

Les imprimantes 3D sont commandées via un langage appelé g-code. Il n'y a pas de standard exact sur son fonctionnement, et chaque fabriquant a ses particularités (on les appelle les flavors de g-code).

Pour convertir d'un fichier 3D à un fichier g-code, on utilise un logiciel qui s'appelle un slicer. Ce logiciel découpe l'objet en couches, et génère une liste d'instructions g-code à envoyer à l'imprimante.

Les slicers récents supportent souvent de nombreux formats de fichiers 3D, mais le plus recommandé est le STL. (les formats STP, STEP et OBJ sont supportés aussi)

Liste des slicers utilisés

Le Clubelek possède plusieurs imprimantes 3D différentes, chacune avec ses particularités. Différents slicers doivent donc être utilisés :

• OrcaSlicer : le plus récent et le plus utilisé, il servira à slicer pour la Prusa MK3 et la Bambulab P1S. (peut aussi être utilisé pour l'Ender 3 et la Replicator 2X modifiée)
• MarkerBot Print : très peu pratique à utiliser, mais c'est le seul slicer qui supporte la Makerbot Replicator 2 (dans la version Legacy du logiciel).
• PrusaSlicer : utilisé auparavant pour la Prusa MK3, il a été remplacé par OrcaSlicer et sert donc uniquement à flash le firmware de la Prusa MK3.

	Lien de téléchargement	Imprimantes supportées
OrcaSlicer	https://github.com/SoftFever/OrcaSlicer/releases/tag/v2.0.0	Prusa MK3, Bambulab P1S, Ender 3, Replicator 2X modifiée
MakerBot Print	https://makerbot-desktop.makerbot.com/installer/prerelease/4.3.0.1998/MakerBotPrintInstaller.exe (cette version précisément)	Makerbot Replicator 2
PrusaSlicer	https://github.com/prusa3d/PrusaSlicer/releases	Prusa MK3

OrcaSlicer

OrcaSlicer est un programme entièrement indépendant et open source, basé sur PrusaSlicer et BambulabStudio. De ce fait, il supporte souvent les dernières avancées des slicers, comme le scarf joint ou les supports arborescents.

Une fois le programme téléchargé, vous pouvez soit commencer à l'utiliser sur-le-champ, ou prendre le temps de vous connecter via le compte Bambulab Cloud du Clubelek pour avoir accès à distance à la Bambulab P1S. Ce compte vous donnera également accès aux presets optimisés pour les filaments utilisés. Vous pourrez trouver les identifiants dans la page Utilisation des imprimantes 3D du local.

OrcaSlicer vous demandera sûrement de rajouter les imprimantes lors du premier lancement.Vous devez sélectionner Prusa MK3S 0.4mm nozzle, et Bambulab P1S 0.4mm nozzle.

Utilisation

Une fois le logiciel lancé, vous trouverez cette barre de navigation en haut de la fenêtre :

Prepare

Cet onglet est l'onglet le plus important : il permet d'importer vos modèles 3D, de modifier leur position, et de changer les réglages d'impression.

Pour ce faire, le bouton représentant un cube avec un + à côté vous permettra d'importer votre modèle. Vous pouvez importer plusieurs modèles à la fois, mais attention à bien les espacer pour éviter les intersections ! Utilisez le bouton move et rotate pour les bouger. Vous pouvez aussi utiliser le bouton Arrange pour placer toutes les pièces sur votre plateau en un seul clic.

Dernièrement, il faudra placer vos pièces sur la bonne face, ce qui peut être fait manuellement avec le bouton Lay on Face, ou automatiquement avec Auto Orient (non recommandé).

Panneau de configuration de l'impression

Une fois vos pièces placées, choississez l'imprimante dans le panneau à gauche.

Uniquement pour les utilisateurs connectés au compte du Clubelek : Vous aurez le choix entre deux imprimantes pour la P1S, l'une d'entre elle (nommée Fast Startup) réduit le temps de préparation avant impression de ~7m30s à ~4m. Attention : ce réglage n'est pas recommandé pour les longues impressions, car il passe un grand nombre de vérifications avant impression (purge, mise à niveau à chaud, résonance), et pourrait mener à des problèmes d'impression.

Pour la Bambulab P1S, prenez bien soin de sélectionner Textured PEI Plate en tant que plateau d'impression.

Vous pouvez ensuite choisir votre filament. Le filament Generic PLA ou Generic PETG fonctionnera très bien.

Uniquement pour les utilisateurs connectés au compte du Clubelek : Le filament ArianePlast PLA Plus a été optimisé spécialement pour la Bambulab P1S du club, et sera le filament préféré à l'avenir.

Dernièrement, il vous faudra régler vos paramètres d'impression. Vous pouvez les sélectionner pour le plateau entier ("Global") ou objet par objet ("Objects"). Attention à bien désactiver les supports (dans l'onglet "Support") si votre objet n'en a pas besoin !

Uniquement pour les utilisateurs connectés au compte du Clubelek : Le réglage 0.2mm "Tweaked" est un bon compromis entre vitesse, qualité et solidité.

Une fois vos réglages faits, vous pouvez cliquer sur "Slice plate" dans la barre de navigation.

Preview

L'onglet Preview vous permet de vérifier que votre fichier a bien été slicé, à l'aide des deux sliders à droite et en bas de l'écran (contrôlant respectivement la couche et l'instruction dans cette couche). Vous pouvez également y voir le temps total d'impression, et la quantité de filament consommée.

Une fois votre impression vérifiée, vous pouvez lancer l'impression en :

• Cliquant sur "Print plate", ce qui lancera l'impression sur la Bambulab du Clubelek. Une fenêtre apparaîtra vous demandant si vous voulez faire une calibration du lit (recommandé pour les longues impressions) et d'enregistrer un timelapse (non recommandé hormis pour la com)
• Cliquant sur "Export G-Code", ce qui vous permettra de mettre le fichier g-code sur une carte micro-SD, puis en l'insérant dans l'imprimante de votre choix.

Device

L'onglet Device, une fois connecté au compte du Clubelek, vous permet de garder un oeil sur l'état d'avancement de la Bambulab. Vous pouvez cliquer sur le bouton lancer de la fenêtre Camera, pour voir la caméra interne de l'imprimante. Attention : une seule personne peut être sur la caméra à la fois, et cela bloque le lancement de nouvelles impressions, merci de ne l'utiliser qu'en cas de besoin.

Vous pouvez aussi télécharger vos timelapse dans l'onglet MicroSD Card.

Calibration

Cet onglet vous expliquera un grand nombre des étapes de calibration, qui sont décrites dans les pages dédiées aux imprimantes.

MakerBot Print

MakerBot Print est un logiciel closed source et très archaïque, principalement à cause de l'ancienneté des machines qu'il supporte (je rappelle que les Makerbot Replicator prédatent les Ender 3 de 6 ans !!)

Une fois installé (bien installer la version supportant les Replicator 2), vous aurez accès à une interface disons... épurée. En cliquant sur le dossier en haut à gauche, puis Add Models, vous pourrez ajouter vos modèles au lit d'impression.

Pour ajouter une imprimante, sélectionnez le bouton en bas à droite, puis Add a Printer, puis Add an Unconnected Printer et enfin Replicator 2.

Interface de MakerBot Print

Les contrôles sont similaires à OrcaSlicer, avec un bouton permettant de tourner la pièce ou de poser une face sur le lit, et un bouton Arrange pour étaler automatiquement les pièces.

Les paramètres sont accessibles via Print Settings > Custom Settings.

Une fois votre plateau fait, vous pouvez cliquer sur Export pour sortir un fichier .x3g : les Replicator 2 n'utilisent pas le format .gcode standard. Pas de fenêtre de preview dans ce logiciel, il faudra croire le slicer (et lui laisser prendre son temps pour exporter...)

Paramètres importants

OrcaSlicer a de nombreux paramètres, et on peut rapidement être perdu dans le nombre de menus. Je vais donc résumer les paramètres les plus importants à connaître, en expliquant d'abord ceux pour une utilisation classique, puis en allant dans les utilisations avancées.

Utilisation classique

Pour une utilisation simple, vous pouvez désactiver le mode "Advanced" des paramètres, pour rendre la chose plus claire. Si vous ne trouvez pas un paramètre, le bouton rechercher est votre ami !

Layer height

Impact des différentes hauteurs de couche sur la qualité et le temps d'impression

Facilement le paramètre le plus important : c'est la hauteur d'une couche de plastique. Une hauteur plus faible donnera un rendu bien plus lisse, mais prendra plus de temps à imprimer.

Walls

Comparaison du nombre de murs

C'est le nombre de lignes formant le bord d'un objet : plus il y en aura, plus l'objet sera solide. De même, pour une impression qui doit être étanche, il faut en général 5 à 7 murs.

Remplissage

Le pourcentage de remplissage ("Sparse infill density") déterminera la solidité de l'impression. Attention au remplissage de 0%, il peut poser des problèmes si la couche supérieure n'est pas correctement supportée ! Je recommande environ 10% pour une impression rapide, et on peut monter vers les 45% pour une pièce plus solide. Les pattern de remplissage ont parcouru un long chemin depuis l'ère du remplissage en forme de carré, voici les pattern les plus utilisés en ce moment. Ils ont tous leurs applications, à vous de choisir le meilleur !

Motifs de remplissage

Type	Avantages	Inconvénients
Triangles	- Solidité horizontale et verticale - Bonne vitesse d'impression	- Consomme pas mal de filament - Toujours au même endroit (points faibles) - Croisements qui peuvent engendrer des surplus de plastique
Adapative Cubic	- Bonne vitesse d'impression - Pas de point faible - Faible consommation de filament	- Peu solide
Lightning	- Vitesse d'impression extrême - Consommation minimale de filament	- Aucune résistance mécanique
Gyroid	- Un seul volume, permet d'être rempli en résine si besoin - Pas de point faible - Solidité verticale	- Vitesse d'impression lente

Les différents types d'infill, pour un remplissage de 15%

Supports

Supports normaux vs arborescents

Les imprimantes 3D ne peuvent pas déposer du plastique dans le vide (sauf dans le cas des bridges). Pour imprimer ce qui s'appelle un overhang, il faut souvent le supporter. Pour cela, allez dans l'onglet Support puis Enable support.

Les supports ont eu des énormes progrès dans les dernières années, avec l'arrivée des supports arborescents (Tree support), qui évitent de faire des énormes tours de plastique, et créent des branches allant jusqu'aux endroits à supporter. Ils économisent beaucoup de plastique, de temps d'impression, sont bien plus simples à retirer, et sont aussi bien plus stylés !

Brim

Example de brim (en bleu foncé) sur une pièce

Le brim est une extension de la première couche, qui pourra être retirée après l'impression, permettant d'augmenter la surface de contact avec le lit, donc d'améliorer l'adhésion d'une pièce. Peu recommandée pour les imprimantes récentes, son utilisation peut être la différence entre un spaghetti de plastique et une impression réussie sur des imprimantes plus vieilles.

Vous pouvez l'activer ou le désactiver dans Others > Brim type, avec Auto qui en ajoute un si besoin, Outer brim only pour forcer son activation (voir image ci-contre), ou encore No-brim pour forcer sa désactivation.

Utilisation avancée - Paramètres d'impression

Vous maitrisez les réglages basiques, mais vous voulez pouvoir plus contrôler vos impressions ? Pas de soucis, la suite est faite pour vous ! Beaucoup de paramètres sont accessibles, donc je vais moins m'étaler sur leur fonctionnement.

Onglet Quality

La line width permet de forcer le slicer à utiliser une largeur de ligne spécifique. On l'utilise en général pour la réduire, et donc les lignes de plastique vont plus se superposer, et donc mieux fusionner. Attention, une valeur trop faible peut causer des problèmes car trop de plastique sera extrudé ! A utiliser si vous voulez plus de solidité sans rajouter de murs, ou pour une impression qui doit être étanche.

Convert hole to polyholes est une option plutôt récente, qui remplace les trous circulaires par des trous polygonaux. En effet, les imprimantes 3D sont bien plus précises sur les lignes droites que sur les cercles. Si vous voulez de meilleures tolérances sur vos trous, cette option est la meilleure !

En activant Ironing, la buse va passer sur le dessus de votre impression sans extruder de plastique, mais cela va permettre de lisser l'impression presque parfaitement. Si vous voulez une finition excellente, il faut activer cette option. Elle rallonge beaucoup l'impression en revanche.

Vous pouvez activer l'option Scarf joint seam (beta) en la mettant en Contour. Cette option va lisser les seams qui peuvent apparaître sur vos modèles, mais est toujours en beta donc peut poser quelques soucis.

Onglet Strength

Les Top/Bottom shell layers permettent d'ajuster le nombre de couches en haut et en bas de votre impression qui vont être remplies. Ce paramètre est similaire à celui du nombre de murs.

Onglet Speed

C'est ici que vous pouvez régler les paramètres de vitesse pour chacun des quatre axes (xyz + extrudeur). Pour chacun des axes, vous pouvez ajuster la speed, l'acceleration, et le jerk (la dérivée de l'accélération, utile uniquement sur xy). Les paramètres d'accélération et de jerk maximum dépendent de l'imprimante, mais sont souvent sous-estimés dans les configurations officielles (on peut facilement monter à plus de 25k mm/s^2 sur une Bambulab)

Les paramètres les plus importants sont donc la vitesse des différentes features que l'ont veut imprimer (mur intérieur, extérieur, remplissage, ...), mais aussi la vitesse de travel, qu'on peut changer sans trop de risque de ruiner une impression. Dernièrement, la vitesse du first layer peut être ajustée si le plastique n'adhère pas au lit d'impressions sur la première couche.

Onglet Support

Pas énormément de paramètres utiles ici, hormis peut être le Raft, qui rajoute des couches sous votre impression. Cela permet de faire une surface parfaitement plate pour votre impression, même si votre lit ressemble à un champ de bataille.

Onglet Others

La Prime tower permet de faire une sorte de blob sur le plateau avant l'impression. On peut la laisser désactivée sur la Prusa et la Bambulab, car le g-code de base en fait déjà une.

Vous pouvez activer le mode Spiral vase pour slicer sous forme de vase, c'est à dire que l'impression entière est faite avec un seul fil continu de plastique, sans rétraction. Cela n'est pas possible sur tout les modèles, et force donc à ne pas avoir de remplissage et un seul mur, mais peut être très pratique pour imprimer des modèles simples qui n'ont pas besoin de rigidité ni de support, en consommant une quantité ridicule de plastique.

Utilisation avancée - Paramètres de filament

En cliquant sur le bouton Click to edit preset situé à droite du nom du filament, vous pouvez éditer des paramètres spécifiques à ce filament. Ces paramètres doivent être théoriquement calibrées pour chaque imprimante, et chaque marque de filament.

Le pressure advance est un paramètre qui va déterminer quand-est ce que l'extrudeur doit arrêter de pousser du plastique. En effet, même une fois arrêté, une petite quantité de plastique continue tout de même de couler, et donc cela peut donner des surplus de plastique si l'extrudeur s'arrête au bout de la ligne. Le pressure advance lui fait donc arrêter l'extrusion un peu avant, pour être sûr qu'elle se finisse bien là ou elle est censée.

Si un filament réduit beaucoup lorsqu'il refroidit, vous pouvez augmenter la valeur du shrinkage. Cela va grossir votre impression pour qu'elle fasse la bonne taille à la sortie de l'imprimante.

Un paramètre similaire mais moins global est le Flow ratio : quand on imprime une surface plate, il se peut que les lignes ne se touchent pas parfaitement. On peut donc augmenter le flow ratio pour régler ce problème.

Les paramètres essentiels sont la nozzle temp et smooth PEI Plate temp. Ils vont déterminer la température d'impression.

Dans Settings Overrides, vous pouvez overrider des paramètres de l'imprimante en fonction du filament. Nous verrons ces paramètres dans la catégorie suivante.

Utilisation avancée - Paramètres de l'imprimante

L'onglet Machine G-code vous permet de modifier le g-code qui est rajouté automatiquement au début du fichier, à la fin du fichier, entre chaque couche, etc. Il est peu recommandé d'y toucher si vous ne connaissez pas les différentes instructions, car vous pouvez facilement retirer quelque chose d'essentiel (les commandes de chauffe sont émises là par exemple).

L'onglet Extruder permet de modifier principalement la Retraction length : c'est la longueur de filament qui va être "extrudée à l'envers", pour éviter que du plastique continue de couler lors du travel, ce qui ferait du stringing.