Dans cet article nous allons réaliser le montage étape par étape de l’imprimante 3D en kit discovery 200 du fabricant français Dagoma. Dagoma propose un kit incluant mécanique et électronique à 299€ (auquel il faudra ajouter 19,90€ de frais de transport) 

L’idée de fabriquer sa propre imprimante 3D est très séduisante et l’on trouve de nombreux projets sur internet très bien documentés. Moyennant la récupération de certains éléments (bloc d’alimentation, moteur pas à pas d’une imprimante…), on peut espérer fabriquer son imprimante entre 150€ et 200€.

L’autre solution est d’acheter des kits contenant les moteurs et l’électronique et de construire les éléments mécaniques moi-même. On trouve des kits à partir de 150 euros  ou moins en provenance directe de Chine (attention au délai et aux frais de douane…).

Au final, si vous comptez l’achat du kit, les fournitures pour la structure (MDF et visserie), la différence de prix n’est plus si importante par rapport aux kits d’imprimante 3D commerciaux disponibles aujourd’hui.

Ouverture du colis

La discovery200 est expédiée chez vous par transporteur. Si vous habitez la région de Roubaix, vous pouvez aller chercher votre discovery200 directement dans les locaux et économiser 19,90€ de transport. Coté délai, j’ai attendu 3 semaines pour recevoir mon kit ce qui est correct et très proche des 2 semaines annoncées par Dagoma.

L’emballage est soigné et bien conçu pour ce kit économique. Tous les composants sont bien protégés et je n’ai constaté aucune détérioration des éléments de structure réalisés en impression 3D (PLA).

Contenu du carton

• 5 moteurs NEMA : 3 gros et 2 petits pour l’axe Z
• Alimentation 12 Volts
• Plateau en aluminium
• Roulements
• 2 capteurs fin de course (axes X et Y)
• Interrupteur
• La tête d’impression déjà assemblée
• Extrudeuse avec filière 0.4mm
• Une carte micro SD 8Go (le contenu est à télécharger ici)
• Un lecteur de carte micro SD USB
• Une spatule pour le décollage facile des pièces
• L’ensemble des pièces plastiques de la structure déjà imprimées
• 4 câbles pour les moteurs
• 2 câbles pour l’alimentation électrique

Eléments de structure de la discovery200	Composants mécaniques
Composants électroniques	Plateau et un rouleau de PLA blanc pour les premiers essais

Le kit est livré sans aucune notice de montage. Vous devrez vous rendre sur  le site de Dagoma à l’onglet support pour y trouver toutes les ressources pour le montage et la mise en route (http://www.dagoma.fr/tutoriels-de-mise-en-service/).

La notice de montage est proposée sous la forme d’un document pdf de 106 pages.

Les liens directs pour accéder aux ressources proposées :

Pour le montage j’ai utilisé les outils suivants :

• Clef Allen 2.5mm
• Clef Allen 2.0mm
• Clef Allen 1.5mm
• Tournevis cruciforme 2,5mm
• Tournevis plat 2,0mm
• Pince à bec pour visser les écrous freins
• Pince à dénuder ou un cutter
• Fer à souder pour étamer les fils suivants : capteurs fin de course (2), alimentation élément chauffant, ventilateur, capteur inductif (fil brun)

Montage de la discovery200

Avant de commencer voici quelques petits conseils que j’ai noté en assemblant ma machine :

• Munissez vous d’un chiffon. En effet, les roulements et les arbres sont recouverts d’huile, les éléments 3D étant fabriqués en PLA blanc, mieux vaux s’essuyer régulièrement les mains…
• Il y a deux types d’écrous, des normaux et des freins. Les écrous frein seront utilisés pour la fixation du plateau.
• Les câbles ne sont pas identifiés (ni dans la notice). Le câblage est facilement réalisable après le montage mécanique au chapitre 4. J’ai repéré les câbles pour vous aider (voir le chapitre 4).
• Installez les capteurs fin de course après les moteurs, vous ne serez pas gênés par les câbles.
• Certaines pièces devront être montées “en force” (roulement avant de la tête de chauffe, arbres, roulement du plateau). J’ai eu peur plusieurs fois mais au final il ne faut pas hésitez pas à appuyer !

J’ai suivi la version 4 de la notice de montage pour rédiger cet article. Voici donc étape par étape le montage du kit.

Chapitre 1 : assemblage des axes X, Y, plateau et tête de l’axe Z

Etape 1 : support moteur de l’axe Y

Avant de commencer, voici quelques petites astuces. L’outil de montage se trouve sur la pièce n°11. Les petits roulements se trouvent dans un tube dans le sachet contenant les ressorts et de l’interrupteur. Enfin les écrous freins M3 seront utilisés pour fixer le plateau.

Outil de montage et roulements des courroies

La fixation du moteur est l’opération la plus difficile de cette étape car les passages de vis sont trop petits (à mon gout). J’ai d’abord taraudé les 4 trous à l’aide d’une vis M3 de 16mm en prenant appui sur la table (photo ci-dessous).

Taraudage des trous de fixation du moteur de l’axe X

Le perçage du fond est plus difficile

Je n’ai pas vissé la 4ème vis située derrière le capteur fin de course. Elle est inaccessible et il ne semble pas y avoir de vis prévue dans le kit. Je vous conseil par ailleurs d’installer le capteur de fin de course après avoir fixé le moteur pour ne pas être gêné par les fils.

Autre petit problème que j’ai rencontré, c’est l’insertion des écrous M3 dans les logements. Utilisez la pointe d’un cutter pour retirer le petit bourrelet de PLA (lié à la technique de fabrication) qui empêche l’écrou de bien s’insérer dans le logement. N’hésitez pas à bien plaquer l’écrou dans le fond à l’aide d’une pince.

Utilisez une pince pour enfoncer complètement l’écrou dans son logement

Pour fixer la roue dentée, tournez l’axe du moteur jusqu’à avoir le méplat face à vous. Glissez ensuite la roue (coté denté vers le moteur). Une entretoise d’espacement serait la bienvenue pour positionner correctement la roue dentée.

Etape 2 : support roulement Y, coté extrudeur

Ce coté est plus facile à assembler. La seule difficulté réside dans le maintient de l’extrudeur en position avec le ressort en compression. Il ne faut rien lâcher…

Etape 3 : cotés gauche et droit de la base

La préparation des cotés se déroule sans problème. Les perçages sont plus gros ce qui permet d’insérer les vis sans forcer. Il n’y a pas de logement pour les écrous, c’est dommage.

Etape 4 : support roulement axe X

La pièce n°12 livrée dans mon kit est légèrement différente de celle de la notice. Une nervure a été ajoutée entre les deux supports de roulements.

Etape 5 : Support support axe X

Aucune difficulté particulière à cette étape si ce n’est la vis située sous le logement de l’axe très difficile à visser à cause du manque d’accessibilité. Par rapport à la notice, les butées étaient déjà montées dans les logements. Comme pour l’axe Y, j’ai préféré installer le moteur avant le capteur de fin de course. Cela vous évitera de vous battre avec les fils et risquer un endommagement de ces derniers. Faites attention au sens.

Etape 6 : anti-wooble

Dans mon kit les écrous étaient déjà en place. Il suffit de les détacher des cotés (pièces 3 et 4).

Etape 7 : fixations hautes

Rien de particulier.

Etape 8 : préparation du plateau

Avant de visser (sans serrer) les 2 supports sur le plateau, retirez les bavures éventuelles qui pourraient empêcher d’avoir une bonne planéité au moment de l’assemblage final.

Chapitre 2 : assemblage de la base de la discovery200

J’ai suivi à la lettre les étapes du chapitre 2 et franchement l’assemblage des axes X et Y se passe sans encombre. Voici juste les questions que je me suis posé :

• Insertion des barres verticales : assurez vous d’enfoncer les barres complètement dans leur logement. Vous pouvez vous aider d’un maillet en restant délicat pour ne pas éclater le logement de l’arbre. Le mieux est de le faire à la main mais il ne faut pas hésiter à appuyer très fort.
• Fixation inférieure des cotés. La fixation se fait à l’aide de 4 angles de serrage. 3 sont identiques mais pas le quatrième (probablement le reliquat d’une évolution).

• Liens verticaux élastiques. Encore une fois, l’outil imprimé sert à régler l’écartement entre le moteur et le lien élastique. Il faut le tourner dans le bon sens.

Outil de montage mis en place pour régler l’écartement du raccord flexible

• Tige fileté. J’ai vissé l’écrou de 13mm sur la tige fileté avant de suivre la notice.

Chapitre 3 : tête, plateau et courroies

Etape 1 : tête d’impression

La tête d’impression était livrée déjà pré-assemblée dans mon kit. L’étape consiste simplement à faire passer les cables dans le passant situé au dessus de la buse chauffante.

Commencez par positionner la tête sur les barres de l’axe X puis glissez le roulement arrière dans son logement. Avant de clipser le roulement avant, il faut bien positionner celui ci devant le chariot. Il y a 2 butées de part et d’autre du roulement. J’ai trembler au moment de montage…il faut vraiment pincer fort la tête sur la barre pour clipser le roulement.

Etape 2 : courroie de l’axe X

Pour le déplacement de la tête d’impression nous aurons besoin de la plus petite courroie. L’opération peut paraître difficile, voici comment j’ai procédé. J’ai suivi la notice jusqu’au moment de “fermer le circuit”. La partie droite de la courroie vient se loger dans une rainure qui n’est pas débouchante. Pour l’insérer dans son logement, placez l’imprimante contre vous, la tête d’impression sur votre droite. Comptez 7 dents en amenant la courroie vers vous. Arrivez au fond de la gorge, glissez la courroie vers la gauche. C’est fait ! En procédant ainsi vous n’aurez besoin d’aucun outil.

Tendez ensuite l’autre brin. La bonne tension est obtenue lorsque le brin supérieur peut toucher le bas mais pas aller au delà. La tension étant correcte, faites glissez la courroie dans son logement en haut et en bas simultanément avec deux doigts. Je n’ai utilisé aucun outil.

Commencez par fixer le brun inférieur en comptant 7 dents puis en le faisant glisser avec vos 2 doigts dans le logement

Tendez le brin en tirant du coté gauche. La tension est correcte lorsque le brin supérieur peu toucher le brin inférieur mais pas aller au delà

Maintenez tendu le brin tout en le poussant dans son logement

Etape 3 : plateau

Rien de particulier à signaler.

Etape 4 : courroie sous le plateau

Rien de particulier à signaler.

Passage de la courroie sous le plateau (coté gauche de la discovery200)

Passage de la courroie sous le plateau (coté droit de la discovery200)

Chapitre 4 : électronique

Etape 1 : fixation de la carte

La carte est juste clipsée sur la base de la machine et maintenue en position à l’aide d’une vis. C’est assez sommaire mais ça fonctionne.

Etape 2 : branchements

Le repérage des câbles n’est pas évident dans la notice. j’ai reporté le branchement des cables sur les moteurs jusqu’à maintenant. J’ai repéré sur la photo ci-dessous les câbles pour vous y retrouver plus facilement. De gauche à droite :

• Axe X. J’ai pris le cable le plus long mais ce n’est pas très important au final.
• Axe Y
• Axe Z : câble avec 2 connecteurs
• Extrudeur

Identification des câbles moteur de la discovery200

Etape 3 : il n’y en a pas

Etape 4 : branchement du bloc de tête

J’ai dénudé et étamé tous les fils (élément chauffant et ventilateur). Concernant le branchement du palpeur inductif, il est très difficile de brancher le fil marron (sur le pin 5 volts) à moins de plier légèrement la pate de connexion. En effet la carte se trouve juste sous un arbre et l’espace ne permet pas de un branchement correct. J’ai préféré remplacer le connecteur par un jumper Dupont. J’ai aussi dénudé 2cm supplémentaires et étamé les fils noir et bleu.

Branchement du capteur inductif avec le connecteur livré

Connecteur modifié plus compact

Capteur correctement connecté

Dernière astuce. J’ai fait passer tous les câbles de la tête chauffante par l’élément droit de la base.

Etape 5 : branchement de puissance

En fonction du kit reçu, vous aurez le choix entre trois possibilité de câblage. Pour ma part, j’ai reçu le câble noir avec cosse et noir avec liserai blanc qui correspond au cas n°3. J’ai branché le fil avec une cosse sur l’interrupteur (en face du 0) et le noir avec un liserai blanc sur la borne + du connecteur Power de la carte. La notice indique le contraire mais ça ne fonctionne pas chez moi. Je ne sais pas dire si c’est une erreur dans la doc ou si cela provient de mon installation électrique. Fermez le circuit avec le 2nd câble noir, la cosse allant sur la borne du milieu de l’interrupteur.

Etape 6 : branchement des butées

Rien de particulier. J’ai simplement dénudé et étamé les fils.

Chapitre 6 : test de fonctionnement

Comme vous pouvez le constater sur la photo, il n’y a rien de prévu pour ranger et maintenir les câbles en place. Si vous devez déplacer votre discovery200 il faudra attacher tout ça.

Câblage terminé de la discovery200

Une fois avoir bien vérifiez tous les branchements, vous pouvez mettre vos discovery200 sous tension (sans insérer la carte SD). Si tout est correct, le ventilateur doit se mettre à fonctionner. Si ce n’est pas le cas, commencez par vérifier le branchement de l’alimentation électrique (c’est comme ça que j’ai trouvé l’inversion de polarité) puis celui du ventilateur.

Faire évoluer la discovery200

Pour proposer un kit à moins de 300 euros, Dagoma a simplifié au maximum la conception (aucun boitier, chaque élément de structure est fonctionnel) et l’électronique (aucun afficheur, écran, voyant…). Je dois dire que c’est très réussit. C’est un vrai cas d’école pour les étudiants en conception de produit.

Malgré cela, les caractéristiques techniques sont au rendez-vous :

• Volume d’impression : 200 x 200 x  200mm. L’un des plus gros volume du marché pour une imprimante 3D grand public
• Précision d’impression X, Y et Z : 100 microns
• Diametre du filament : 1.75 mm
• Diamètre de la buse d’extrusion : 0.40 mm
• Consommation moyenne : 40W. Si vous ajoutez un lit chauffant”, il faudra peut être la remplacer (Dagoma préconise 12 volts 10A).
• Types de filament : PLA en priorité (et les PLA spécifiques développés par
• Températures d’extrusion maximale : 250°C
• Vitesse d’impression : de 20 a 100 mm/s
• Vitesse de déplacement : de 20 a 150 mm/s
• Logiciel fourni : Cura by dagoma
• Logiciels compatibles : Pronter face / Cura / Slic3r / Repetier

L’évolutivité peut paraître limitée mais Dagoma propose sa discovery200 sous licence open source. Libre à chacun de faire profiter la communauté de ses propres modifications ou améliorations. La discovery200 est livrée sans lit chauffant car Dagoma mise sur PLA, un matériaux écologie et non toxique. Il est toutefois possible d’en installer un moyennant une modification du firmware Marlin et le remplacement de l’alimentation électrique. Le tutoriel Dagoma pour réaliser la modification est disponible ici.

Bilan

Le montage de la discovery200 ne pose pas de problème particulier. Les étapes d’assemblage des éléments mécaniques sont clairement détaillées et à part une petite différence sur le support de l’axe X droit je n’ai trouvé aucune erreur. Concernant le câblage et les branchements, à l’exception des capteurs, je vous conseil de câbler les composants après avoir assemblé la structure.

La qualité de fabrication est correcte mais inégale sur les éléments de structure. On voit que la vitesse de fabrication a été augmentée sur certains éléments, très certainement pour faire face à la forte demande, voilà ce qui se passe quand on passe à la télé  ;-).

En vrac voici quelques petites améliorations (sans aucune prétention) qui pourraient rendre l’expérience de montage encore plus sympa :

• Axe Y :
  • augmenter le diamètre des 3 trous de fixation du moteur de quelques dixièmes et n’utiliser que 3 vis (la 4ème étant inaccessible).
  • Ajouter une petite entretoise pour régler l’espace entre la bague dentée et le moteur
• Ajouter un logement pour les écrous de serrage des barres de renfort et du haut de la discovery200.
• Câblage :
  • Identifier les câbles dans la notice
  • Positionner quelques millimètres plus bas la carte électronique pour un branchement correct du palpeur inductif

Voilà, à vous de jouer maintenant. J’espère que vous prendrez autant de plaisir que moi à assembler ce kit. Si j’ai oublié un détail ou commis une erreur, profitez des commentaires pour me corriger et partager votre expérience. Le prochain article sera consacré au réglage et à la mise en route de la première impression.

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