L’un de nos principaux points d’intérêt au cours des deux derniers mois a été la résolution des VFA (Vertical Fine Artifacts) sur la Prusa CORE One et d’autres imprimantes. J’ai publié plusieurs mises à jour tout au long du processus, et je suis heureux de dire qu’avec les développements récents, nous pouvons mettre un terme à ce chapitre.

Comme cela arrive parfois, une chose en entraîne une autre. Nos travaux sur les VFA ont abouti à des améliorations majeures de la finition de surface de toutes les impressions – c’est une nouvelle fonction dans PrusaSlicer, et c’est quelque chose dont presque chaque imprimante 3D du marché peut en bénéficier ! La solution est entièrement open source, et j’ai hâte de voir la direction que quelqu’un comme @softfever avec OrcaSlicer va prendre. Mais ce n’est que le début : il y a de nombreux sujets à discuter. Les VFA ne sont qu’une partie de tout cela.

Avant de lancer un nouveau modèle d’imprimante, nous effectuons des tests approfondis à l’aide de scanners CT et de systèmes multi-capteurs, qui confirment que nos machines sont exceptionnellement précises. Pour de nombreux utilisateurs, c’est ce que signifie « qualité d’impression supérieure ». Ce que vous designez est ce que vous imprimez. Mais il ne s’agit pas seulement de la robustesse ou de la précision des objets imprimés. Nous souhaitons également une belle finition de surface. En d’autres termes, nous pouvons examiner la qualité d’impression sous plusieurs angles, littéralement.

Un long article arrive, voici donc un TLDR (Too Long Didn’t Read – trop long, je n’ai pas lu) :

  • 2 nouvelles fonctionnalités intéressantes de PrusaSlicer
  • Profils d’impression améliorés
  • Nouveau réglage des courroies (vérifiez également si votre tête d’impression cogne lors de la prise d’origine)
  • Le résultat : des surfaces homogènes et des VFA réduites

Le problème : surfaces brillantes et mates irrégulières

Je suis sûr que vous l’avez déjà vu. Vous imprimez un modèle et, pour une raison quelconque, certaines parties sont brillantes tandis que d’autres sont mates, créant des rayures horizontales disgracieuses. Cela est particulièrement visible sur les pièces mécaniques, qui sont souvent imprimées avec du PETG noir qui peut être TRÈS brillant.

La cause est la fonction de « ralentissement de refroidissement ». Sur les couches de petite section, l’imprimante doit ralentir pour donner au plastique chaud suffisamment de temps pour refroidir et se solidifier avant l’impression de la couche suivante. Sans cela, le modèle se déformerait. Mais c’est précisément là que le matériau acquiert des propriétés optiques différentes, ce qui entraîne une qualité de surface irrégulière. Certains matériaux sont plus sujets à ce phénomène, et vous ne le remarquerez pas avec d’autres.

Le problème avec l’ancienne méthode

La manière dont tous les slicers dérivés de Slic3r gèrent ce scénario est de forcer l’imprimante à ralentir chaque partie du processus d’impression pour cette couche. Le problème est que l’impression d’un filament brillant à des vitesses variables modifie sa réflectivité et son aspect général. Pire encore, le ralentissement peut parfois forcer l’imprimante à fonctionner à une vitesse qui provoque des vibrations ou des résonances dans son châssis. Ces vibrations sont ensuite transférées à l’impression, ce qui entraîne une finition de surface irrégulière et des artefacts visibles (VFA !) sur l’extérieur du modèle.

Tout cela peut être visualisé directement dans PrusaSlicer dans l’aperçu du G-code en passant au mode Vitesse, ou mieux encore, Vitesse réelle.

PrusaSlicer Beta 2.9.3 avec la nouvelle option « Surface régulière »

La nouvelle version bêta de PrusaSlicer est dotée d’une amélioration majeure appelée « Surface régulière ». Cette nouvelle stratégie de refroidissement est beaucoup plus intelligente. Elle privilégie en premier lieu le ralentissement des zones moins visibles, comme le remplissage. Elle ne ralentira les périmètres que lorsque cela sera absolument nécessaire, et même dans ce cas, elle maintient la vitesse d’origine pour le segment final de la boucle. Cela permet d’obtenir une vitesse d’impression et une finition de surface constantes bien plus régulières sur l’ensemble du modèle.

Avec le PETG noir, l’amélioration est spectaculaire. Avec les filaments mats, la différence est plus subtile mais toujours présente si on regarde de près.

Avec le PETG noir, l’amélioration est la plus notable

 

Avec des filaments mats, comme ce PLA, vous ne verrez pas de différence, à moins de regarder de très près.

Vous pouvez revenir à l’ancien comportement dans le menu Réglages du filament – Refroidissement – Logique de ralentissement de refroidissement.

Au passage, en travaillant sur ce problème, nous avons remarqué qu’OrcaSlicer dispose d’une fonctionnalité appelée « Ne pas ralentir les parois extérieures » qui a tenté de résoudre le problème avec une approche différente. Plus précisément, « igiannakas » a fait un excellent travail sur ce sujet. Notre implémentation est différente, mais elle permet d’obtenir un résultat similaire et elle est suffisamment robuste pour que nous puissions l’activer par défaut. La principale différence est que notre méthode prend toujours en compte les périmètres externes lors du calcul du ralentissement du refroidissement, entre autres astuces malignes.

Réduction du ringing sur les surfaces externes grâce à une courte accélération spécifique

Pour réduire les artefacts de ringing (ou « ghosting »), nous nous sommes attaqués à une autre source de vibration :le petit déplacement fait entre les périmètres. C’est un mouvement extrêmement court qui ne prend pratiquement pas de temps, mais qui peut provoquer une quantité surprenante de secousses.

Voici pourquoi : ce mouvement de déplacement est souvent perpendiculaire à la paroi du périmètre. Lorsque l’imprimante applique son accélération élevée par défaut à ce mouvement, elle crée une secousse brutale qui peut faire vibrer l’ensemble de l’imprimante. Nous souhaitons éviter l’arrondi des angles souvent observé dans l’industrie avec un input shaping agressif, mais nos réglages actuels ne fonctionnent pas bien avec ces mouvements courts et rapides spécifiques.

La nouvelle stratégie de découpage dans PrusaSlicer corrige ce problème. Elle utilise automatiquement une accélération plus douce et plus faible uniquement pour ces déplacements très courts sur des périmètres externes, tandis que les déplacements normaux restent rapides. Ce ralentissement ciblé amortit les vibrations là où elles sont le plus importantes, ce qui permet d’obtenir des surfaces plus propres près des angles vifs sans impact sur le temps d’impression global.

Nous avons commencé en nous concentrant principalement sur la CORE One, mais nous avons vu que cela améliorera également la qualité d’impression sur les XL et MK4/S. Nous avons même testé la nouvelle logique de refroidissement et l’accélération de déplacement spécifique court sur d’autres imprimantes du marché et avons constaté qu’elles bénéficient également de ces nouvelles fonctionnalités.

Où tout a commencé – et que sont les VFA ?

Maintenant, je pense que c’est le meilleur moment pour revenir là où tout a commencé, car je viens de vous jeter une énorme quantité d’informations sur la tête. Tout a commencé avec nos recherches sur les VFA – Vertical Fine Artifacts (artefacts fins verticaux). Alors, qu’est-ce que c’est ?

Les VFA sont des imperfections microscopiques dans l’extrusion qui se répètent au même point dans chaque couche, créant des lignes verticales sur le modèle. Ces lignes sont minuscules, visibles à partir de 10 um, et les pires que vous ayez vues sont autour de 40 um du sommet à la vallée. Cela est trop petit pour apparaître de manière fiable sur de nombreux équipements de métrologie. Vous ne pouvez même pas les sentir avec la main. Mais vous pouvez les voir grâce à la façon dont un filament brillant réfléchit la lumière. Autrement dit, il s’agit d’une imperfection optique.

Et c’est une de ces choses qu’on ne peut pas ignorer une fois vue. Une fois que vous aurez appris à repérer les VFA en faisant tourner un objet brillant imprimé en 3D (par exemple, fabriqué à partir de PETG noir) afin qu’il capte la réflexion de la lumière sous un angle spécifique, vous les trouverez sur presque toutes les impressions 3D du monde.

Les VFA sont courants sur presque toutes les imprimantes 3D du marché, et il n’y a pas de cause spécifique qui les provoque. Vous ne vous en débarrasserez pas, par exemple, en remplaçant les courroies. Il s’agit de plusieurs choses qui s’accumulent. Il existe plusieurs façons de les masquer, depuis l’utilisation de filament mat jusqu’à la réduction des températures d’impression. Mais une solution appropriée consiste à traquer toutes les sources de VFA et à les minimiser.

À tous, ajustez vos courroies !

Très tôt, nous avons écarté l’hypothèse des moteurs comme cause. Les VFA que nous voyons sur la CORE One ne correspondent pas au pas spécifique qui serait causé par nos moteurs. De plus, les moteurs, les drivers et la tension sont bien réglés depuis l’époque de la MK4, et la CORE One utilise le même ensemble.

Bien que la communauté de l’impression 3D ait identifié plusieurs sources potentielles de VFA, notamment la résonance des moteurs et la mécanique des courroies, notre analyse approfondie des imprimantes de la communauté concernées a montré de manière écrasante une mauvaise tension des courroies sur la CORE One. Nous avons conçu un nouveau dispositif de réglage de courroie pour trouver la tension optimale et avons commencé les tests.

Sur la base de nos recherches, nous introduisons désormais une procédure de réglage de courroie retravaillée et un ajuster de tension amélioré dans l’application Prusa. Je vous recommande fortement de régler votre imprimante dès maintenant – je suis sûr que vous verrez une amélioration notable.

Nous avons préparé un guide détaillé sur la façon de régler les courroies. Vous aurez besoin d’un téléphone pour ouvrir un ajusteur de tension de courroie en ligne ou télécharger l’application Prusa officielle, où vous pouvez également trouver un lien direct vers l’ajuster de tension. Cette approche est manuelle, elle vous donne donc beaucoup de contrôle au cours du processus.

Avant de commencer, voici mes recommandations personnelles :

  • Assurez-vous que l’extrudeur est stationné dans la position avant droite
  • Commencez par faire sonner la courroie supérieure. Lorsque vous commencez à régler la tension, ajustez TOUJOURS les deux vis (à gauche et à droite) de la même quantité (par exemple, un demi-tour). Il peut sembler plus logique de tourner uniquement la vis de gauche pour régler la courroie supérieure et de laisser la vis de droite telle quelle jusqu’à ce que vous commenciez à régler la courroie inférieure, mais cela entraînera en fait un portique mal aligné. Les courroies se rencontrent dans l’extrudeur, elles sont donc « connectées » et s’influencent mutuellement. Même si vous ajustez une courroie à la fois,tournez toujours les deux vis de la même quantité. Le portique mal aligné peut être redressé, mais il est préférable d’éviter le problème en premier lieu.
  • Certains téléphones peuvent avoir des difficultés à lire correctement la fréquence de la courroie – cela est dû au fait que certains fabricants ajoutent un suppresseur de bruit intégré pour l’entrée du microphone. L’application vous dira si tel est le cas. Si votre téléphone a du mal à lire la bonne fréquence, essayez un autre navigateur mobile ou un autre téléphone.

Comme je l’ai teasé précédemment, un prochain FW utilisera un effet stroboscope avec une PWM intelligente des LED intégrées au lieu de l’ajusteur de tension de courroie. Mais le résultat final sera le même : une nouvelle tension sur les courroies XY, sans avoir à utiliser l’application.

Une fois vos courroies correctement réglées, vous devriez également remarquer que le processus de pré-impression est également beaucoup plus rapide avec moins « d’à-coups » pendant la procédure de prise d’origine.

Vous devriez déjà voir une qualité d’impression améliorée à ce stade, mais pour atteindre le véritable point idéal, vous aurez également besoin de la nouvelle version bêta de PrusaSlicer.

Nouveaux profils d’impression améliorés pour la CORE One

Parlons brièvement des profils d’impression. Nous divisons généralement nos profils en deux catégories : les profils axés sur la vitesse d’impression (SPEED, DRAFT) et les profils qui privilégient les propriétés mécaniques de l’impression (STRUCTURAL).

Nous avons identifié les vitesses de périmètre auxquelles les VFA apparaissent sur la CORE One. Pour la plupart des profils, la solution était relativement simple. Nous avons ajusté les valeurs pour éviter les artefacts d’impression, tout en conservant des temps d’impression très similaires (certaines vitesses ont été légèrement augmentées, d’autres diminuées). Cependant, avec nos profils Structural, le changement des vitesses des périmètres devrait être assez important, avec un impact potentiel sur les propriétés mécaniques des impressions. Nous ne souhaitons pas introduire de changements importants et surprenants dans les profils portant le même nom. Nous savons que beaucoup d’entre vous utilisent la CORE One pour de la production, où la résistance des impressions a la priorité absolue sur les imperfections de brillance de surface sur quelques combinaisons de brillance/matériaux. Nous n’avons donc apporté que des ajustements mineurs aux profils Structural.

Cela signifie que les profils Structur produiront toujours des impressions, où le VFA peut apparaître, en particulier avec le PETG. Si nous voulons que ce profil reste le profil de référence pour des impressions 3D très durables et solides, nous devons accepter cela comme un compromis nécessaire. Nous voulons être aussi transparents que possible ici – évidemment, tous les profils ne peuvent pas être égaux, et certaines choses sont limitées par la physique. Si nous affirmions que chaque profil offre une qualité supérieure, la meilleure adhérence des couches, une durabilité de classe mondiale, etc., cela signifierait qu’il s’agit essentiellement d’un seul et même profil, et que les paramètres seuls ne font rien.

Cependant, nous introduisons de nouveaux profils d’impression pour la CORE One appelés BALANCED. Je pense qu’ils deviendront les nouveaux favoris des utilisateurs. Ils combinent une vitesse élevée avec une finition de surface esthétique et une bonne intégrité structurelle. Ils sont mes préférés pour la majorité des impressions pratiques de nos jours, mais tout dépend de votre cas d’utilisation. Parfois, vous souhaiterez peut-être utiliser le profil DRAFT pour obtenir quelque chose le plus rapidement possible, avec des lignes de couche épaisses. D’autres fois, SPEED est parfait pour des impressions rapides et nettes. Dans la production de petites pièces mécaniques, vous souhaiterez peut-être toujours utiliser STRUCTURAL.

Pour résumer :

  • SPEED – très rapide, excellente qualité de surface, durabilité moyenne
  • BALANCED – rapide, excellente qualité de surface, bonne durabilité
  • STRUCTURAL – rapide, qualité de surface correcte, grande durabilité

Nous ajoutons également ces profils à EasyPrint, notre service de découpage basé sur le cloud.

Les tests synthétiques et leurs inconvénients

Maintenant, avant de conclure tout cela. Je suis presque certain que cet article sera également l’occasion pour les utilisateurs de vérifier si notre solution fonctionne vraiment – et n’hésitez pas à le faire ! Cependant, je voudrais aborder brièvement les tests synthétiques ou benchmarks. Il est certain à 100% que si vous commencez à rechercher un objet spécifique (ou à en concevoir un) pour déclencher de force les VFA, vous finirez certainement par en trouver. Il n’existe vraiment aucun moyen de battre un test synthétique conçu pour cibler un réglage d’imprimante spécifique et l’exploiter. Les changements et améliorations dont je parle aujourd’hui sont destinés aux utilisateurs d’imprimantes 3D et à leurs scénarios réels : essentiellement, à ceux qui souhaitent imprimer des objets plus esthétiques. Et je suis sûr que l’amélioration de la qualité est substantielle – et pas seulement sur nos imprimantes.

Alors, juste un petit récapitulatif :

Eh bien, je pense que c’est tout. 🙂 Je me rends compte que mes articles deviennent parfois très longs, mais lorsqu’un sujet devient aussi intéressant, il est difficile de le compresser en quelques phrases. Personnellement, j’adore les plongées en profondeur et les regards en coulisses, et je parie que vous les aimez aussi. J’espère que cela permettra également de garder les choses transparentes entre nous et que vous saurez exactement ce que nous avons fait et pourquoi nous avons choisi de faire certaines choses d’une certaine manière.

Bonne impression !