Une construction mécanique solide Test de l’imprimante de grand format 3D Multec Multirap M420

Elle est de grande dimension, massive, solide et multifonctionnelle – on remarque dès le premier

regard que cette imprimante M420 de Multec a été conçue avec grand sérieux. Cette imprimante

possède un impressionnant espace de construction, des données techniques garantissant une grande

précision d’impression, le kit optionnel de fraisage et gravure, ainsi que son option Tablette et son

App pour assurer un fonctionnement autonome. Si tout cela a éveillé votre curiosité, lisez donc

notre test.

Construction mécanique des plus soignée

Concernant les imprimantes 3D pour le grand public ainsi que semi-professionnel, il existe

aujourd’hui plusieurs tendances.

D’une part, il y a les petites imprimantes 3D de bureau qui sont compactes, pas particulièrement très

précises, mais pouvant correspondre à un type de clientèle. L’objectif est de proposer une

imprimante simple d’utilisation et prête à fonctionner. Dans ce segment, les prix ont tendance à être

de plus en plus bas et cette année, ils sont descendus en dessous de 250 US-Dollar. C’est une

évolution comparable à celle des imprimantes à jet d’encre. Ll’appareil devient de plus en plus

simple, bon marché mais le matériel consommable reste cher et la durée de vie n’est pas une

priorité.

D’autre part, il y a les imprimantes à prix moyens voire élevés, de construction très stable et

permettant des résultats d’impression professionnels. Derrière cette catégorie d’imprimante se

cache un savoir-faire lié à une expérience de plusieurs années. Dans ce segment, les prix

commencent à partir de 1500 Euros. Ces imprimantes fonctionnent comme des machines à

commande numérique dans un atelier : importation de données, démarrage, pièces usinées. Cela

correspond exactement aux besoins des utilisateurs privés exigeants, à la fabrication rapide de

prototype pour l’industrie, pour des applications commerciales, pour les FabLabs et le secteur de la

formation.

Entre ces dernières catégories, il y a les imprimantes de qualité plus ou moins bonne, de degrés de

finitions et d’auto-constructions variables, permettant à chacun de trouver son bonheur. Par ailleurs,

il est intéressant de remarquer via les forums et autres plateformes de partages, combien la scène

des auto-constructeurs agit avec créativité, détermination et énergie.

Et maintenant où doit-on classer une imprimante en kit pour à peine 1900 Euros ? Si l’on compare

ces imprimantes en kit vis-à-vis des imprimantes prêtes à l’emploi, toutes deux d’un même segment

de prix, cela peut sembler d’abord un peu paradoxal. Mais on comprend rapidement pourquoi si l’on

regarde de plus près et si l’on a des connaissances sur la technique. Un ingénieur a tout de suite dit

après avoir construit pour la première fois l’imprimante Multec et avoir vu cette dernière en action :

« moi, j’investirai volontiers une telle somme pour cette machine solide et multifonctionnelle ».

En effet, ce que livre le fabricant Multec, c’est vraiment un kit impressionnant. On remarque

rapidement en regardant chaque pièce détachée ou chaque groupe de pièces, la solidité de cette

conception. C’est exactement la marque de fabrique de Multec. Les deux fondateurs, Petra Rapp et

Manuel Tosché sont tous deux ingénieurs en génie mécanique et ont une longue expérience dans le

domaine de la construction mécanique et de l’impression 3D. En outre, Multec souligne que la plus

grande partie des pièces sont fabriquées en Allemagne, voire même régionalement.

Il s’agit ici d‘une équipe multi-compétente (électronicien, étudiant, enseignant) qui sont passionnés

par le sujet et cela se ressent déjà lors du déballage du kit.

Qu’est-ce qu’il y a dans ce kit ?

Le kit est expédié dans un gros et lourd carton. Le tout a été soigneusement emballé pour un

transport sûr et conditionné par groupe d’éléments. Notre kit nous a été livré avec un axe Z de 22 cm

et un double extrudeur.

Le kit a été conditionné sans manquement et livré avec le petit outillage nécessaire au montage: un

jeu de clés six-pans correspondantes, un jeu de cales d’étalonnage, ainsi qu’un tube de colle de

filetage pour fixer certaines vis particulièrement sollicitées.

Toute la visserie a été excellemment pré-conditionnée dans un petit casier en plastique (cf. photo 1).

D’autres groupes d’éléments sont dans de petits sachets étiquetés. Dans le cas où lors du montage

vous perdriez un boulon ou un écrou, cela n’est pas un problème, car pour la plupart de la visserie il

est livré plus de pièces que nécessaire.

Photo 1: les principaux outils de construction sont livrés avec l’imprimante ainsi que toute la visserie et autres

petites pièces qui sont très clairement assorties dans un casier.

Données techniques:

Désignation de l‘appareil: Multirap M420 Taille d‘impression: 400 x 210 x 220 mm Volume d’impression: 18,5 l Extrudeur: Single-/Dual-Extruder Multex Pro Calibre de la buse: 0,5 mm (en option 0,35 mm) Diamètre de filament: 2,85–3 mm ø (en option supplémentaire 1,75 mm) Epaisseur de couche: 0,02–0,4 mm Précision du positionnement des axes X et Y: 1/64 mm Précision du positionnement de l’axe Z: 1/1600 mm Vitesse d‘impression: 300 mm/s max. Température de buse: 175–255 °C Plateau chauffant: 12 V (en option 230 V) Option fraisage et gravure: compatible Consommation maximum : 400 W Logiciel pour imprimante 3D: Freeware, opt. Profi-Software: Simplify3D Dimensions de l‘imprimante (largeur x longueur x hauteur): 700 x 700 x 720 mm Poids: 17 kg

Les composants primordiaux d’une imprimante (hormis l’extrudeur) sont le guidage des axes. Ces

derniers sont des guides linéaires de très haute qualité, importés de l’Extrême-Orient (cf. photo 2).

Ces guides linéaires, simple pour les axes X et Y et double pour l’axe Z, sont équipés de chariots

autolubrifiants de grande précision. En tant que concepteur de machines à commande numérique de

fraisage, qui a réalisé différentes façon de construction pour ces machines, je ne peux qu’approuver

sa qualité de premier choix.

Photo 2: La base d’une bonne mécanique en mouvement, des guides linéaires précis

Les chariots des guides linéaires coulissent sans résistance et sans jeu, ce qui garantit des

déplacements de précision. En conséquence, il est recommandé de manipuler prudemment ces

éléments et d’éviter que les chariots sortent de leur guidage afin de ne pas remettre en cause leur

précision.

Le double extrudeur livré avec ce kit (cf. photo3) donne également une très bonne impression vis-à-

vis de sa qualité, de sa facilité d’utilisation y compris sa simplicité d’ajustement lors d’un changement

d’impression d’une seule à deux couleurs.

Photo 3: élément solide-l’extrudeur Dual-Pro avec sa transmission par engrenage en métal et son accès direct

pour le filament

Les moteurs sont des moteurs pas-à-pas NEMA17 de bonne qualité et très puissants. Ceux-ci ont fait

leurs preuves et sont même plus puissants que nécessaire.

Les pièces en matière plastique du kit (cf. Photo4), produites par une imprimante 3D, sont en

adéquation avec le style l’imprimante de Multec et sont conçues pour bien résister aux contraintes

qui leur sont propres.

Photo 4: Les pièces en matière plastique répondent au principe d’être reproductibles avec l’imprimante 3D

L’unité de commande ainsi que l’alimentation électrique puissante de 400 Watt sont intégrés dans

un boitier de PC compact (cf. Photo 5), ce qui est une bonne solution pour assurer une excellente

protection électrique. La platine électronique est une Mega-Arduino compatible avec RepRap et

équipée de Pololu. La plupart de cette installation est déjà pré-câblée. Aucune soudure n’est

nécessaire lors du montage, seulement quelques câbles à connecter.

Photo 5: Cette vue à l’intérieur de l’unité de contrôle de l’imprimante montre le pré-câblage de la platine de

commande et à droite l’alimentation électrique intégrée

La gestion du plateau chauffant se fait par un relais intégré à la platine électronique (sauf pour

l’option 230V) et permet différents paliers de puissance. Les capteurs de fin de course sont de type

optique et sont actionnés par une butée qui doit être précisément positionnée.

Un slot pour une carte SD est disponible de sorte qu’il est possible d’imprimer directement bien

qu’un contrôle via une Tablette est préférable.

La seule chose qu’il manque dans ce kit est un éclairage de la table d’impression, qui permettrait de

mieux contrôler les impressions. Cependant, Mr Tosché nous a assuré que dans un avenir proche,

une solution d’éclairage LED sera disponible. Pour notre part, nous avons-nous-mêmes fixé sur les

moteurs des extrudeurs deux lampes LED (cf. Photo 6)

Photo 6:Solution d’éclairage LED intermédiaire de la table d’impression

Le montage

Avant de choisir un lieu pour construire cette imprimante, il semble judicieux de prendre en

considération les dimensions de l’imprimante avec son unité de contrôle placée latéralement

(largeur :700 mm, longueur :700mm et hauteur :800mm).

Bien que cette construction ressemble à d’autres imprimantes, celle-ci a été conçue pour être

particulièrement robuste et stable (cf. Photo 7). Le fait d’avoir choisi des écrous à tête de marteau de

qualité sur certains points de fixation, au lieu de plaquettes de rail, permet de faciliter la phase de

montage, l’étalonnage et d’apporter des corrections à tout moment. Bien évidemment cela n’exclut

pas d’effectuer un montage exact.

Photo 7: De solides équerres de fixation assurent la stabilité de la construction

L’extrudeur est construit pour être à tout moment facilement ajustable (ce qui est nécessaire dans la

pratique), pour permettre un changement de filament rapidement et de régler simplement sa

pression (cf. Photo 8).

Photo 8: Exceptionnel: le guidage de filament est simple et réglable. A droite la prise universelle de connections

de l’extrudeur ainsi que du refroidisseur

En comparaison avec d’autres systèmes, où il est plus compliqué de placer le filament, ici cette

opération ce fait très simplement. L’extrudeur, lui-même, est très robuste et muni d’engrenage en

métal, ce qui est indispensable pour garantir une durée de vie élevée.

Le câblage de l’extrudeur ne nécessite aucune opération de soudure ou de vissage. Habituellement le

le câble d’un extrudeur peut vite devenir un « sac de nœuds », ici le tout est livré pré-câblé et

apporte une solution élégante via la connectique D-sub (cf. Photo 8).

Le gainage spiralé et les supports de câble à clipser sont de bonne solution pour avoir des chemins

de câbles rangés et protégés (cf. Photo 9).

Photo 9: Câblage clair, bien structuré et sans nécessité des opérations de soudure lors du montage

Le montage de ce kit est aisément faisable en une journée (cela peut varier en fonction de l’habilité

du constructeur). La notice de montage, fournie sur un CD-Rom, est très complète, très bien illustrée,

donne une grande quantité d’instructions et une bonne assistance pour la mise en service de

l’imprimante. Cette notice est complétée par d’autres informations sur les bases de l’impression 3D

et offre plusieurs autres conseils (disponibles sur le site web du fabricant [1]).

En fonctionnement

Multec propose en option une clé de licence pour pouvoir utiliser le logiciel Simplify3D. Le

programme Simplify3D est simple à maitriser, offre de nombreuses options, ainsi qu’une fonction de

réparation de fichiers. Il est également possible de télécharger gratuitement d’autres programmes

(comme par exemple Repetier Host). Dans tous les cas, Multec met à disposition les profils de

configuration propres à ses imprimantes, ce qui fait gagner un temps précieux.

Il est à préciser que dès le premier mouvement de l’imprimante, on réalise qu’il s’agit d’une machine

absolument stable, sans vibrations parasites, les déplacements des axes sont fluides et dès le

commencement très précis. Cela n’est pas le cas sur des imprimantes bon marché.

Les axes sont stables et ne nécessitent pas de réglage particulier. Si au premier regard, la pièce

filetée en matière plastique de l’axe Z peut poser question, cette crainte est vite oubliée lorsqu’on

observe la précision de cet axe en fonctionnement sur l’ensemble de sa hauteur (cf. Photo10).

Photo 10: L’axe Z pré-monté

La Photo 11 a été prise directement après l’assemblage de l’imprimante sans réglage particulier

(hormis l’étalonnage de la table d’impression, de la distance de la buse et de la position des arrêts

finaux). Malgré le choix volontaire d’un filament bas de gamme pour ce premier test, le résultat

d’impression est très satisfaisant. Pour obtenir un tel résultat avec d’autres imprimantes en kit, cela

nécessiterait plusieurs heures de réglage.

Photo 11: Étalonnage du niveau de la table d’impression, ajustement de la distance de la buse et l’imprimante

est prête à imprimer

Immédiatement après cette mise en service de l’imprimante, sans effectuer d’autres réglages ou

paramétrages de logiciel, nous avons imprimé une pièce composée de plus de 1000 couches

successives et durant plus de 8 heures d’impression. La Photo 12 à fort grossissement montre la

juxtaposition des couches d’impression.

Photo 12: Cette vue macro, prise lors de la toute première impression, montre l’homogénéité de l’impression

avec très peu de défauts

En ayant effectué un second test avec cette fois-ci le filament de Multec, le résultat d’impression est

clairement meilleur, comme l’on peut le voir sur les photos suivantes de cet article.

Après avoir laissé l’imprimante fonctionner toute une nuit durant, nous avons vérifié le serrage de

l’ensemble de la visserie. Tout était en ordre. Cela confirme que cette imprimante peut travailler en

continue, ce qui est à considérer à juste titre pour des entreprises travaillant sur du prototypage ou

pour des FabLab.

L’extrudeur fonctionne sans difficulté vis-à-vis des différents paramétrages du logiciel ou des

différents filaments. Nous l’avons testé avec des filaments PLA de différentes qualités et couleurs,

avec l’ABS et le Nylon. Naturellement, il est nécessaire de modifier en fonction du type de filaments,

quelques paramétrages, afin d’assurer l’adhésion de la pièce imprimée sur la table d’impression, en

ayant recours par exemple à la fonction Raft (cf. Photo 13).

Photo 13: un « Raft » améliore l’adhérence de la pièce sur la table d’impression

L’impression avec deux couleurs a également fonctionné du premier coup (cf. Photo 14). L’extrudeur

se laisse très rapidement régler pour passer d’une impression simple à une impression à deux

couleurs. Cela nécessite quelques étapes pour ajuster les deux buses sur une même hauteur

d’impression. Bien que l’extrudeur est un élément lourd, le résultat d’impression est exact.

Photo 14: Premier test d’une impression avec deux couleurs

L’imprimante possède une table d’impression stable, qui se laisse facilement niveler grâce aux 4

écrous à ailettes (cf. Photo 15) et équipée d’un plateau chauffant de 12V. Cette option plateau

chauffant existe sous différentes formes et peut-être également monté soi-même en kit grâce à la

documentation spécifique de Multec [2].

Photo 15: Nivellement facile avec les écrous à ailettes

Le fabricant Multec conseille de ne pas imprimer directement la plaque en aluminium de la table

d’impression. Une plaque de fibre de verre (FR4) fine, posée sur la table d’impression, permet

d’obtenir une surface d’impression plate et amovible. Cela a l’avantage pour l’impression de grosses

pièces de ne pas forcer sur les axes X et Y de l’imprimante, en voulant décoller la pièce de sa surface

d’impression. L’autre avantage de cette solution est de permettre de changer régulièrement les

rubans adhésifs (type Blaue Tape) sans risquer de rayer cette table.

L’entreprise Multec conçoit non seulement des imprimantes 3D mais également sur la recherche et

le développement de solutions innovantes concernant les matériaux d’impression.

Spécificité

Dans le cadre du test, nous avons également essayé le filament PLA-HT, un filament très intéressant

créé par Multec. Ce filament fabriqué en Allemagne, est conforme pour des applications alimentaires

et sans danger pour la santé. On peut l’utiliser pour se fabriquer une tasse à café (cf. Photo 16).

Photo 16: Avec le filament PLA-HT, aux qualités alimentaires, il est même possible d’imprimer sa propre tasse de

café. A droite notre premier test (encore un peu grossier) réalisé sur notre imprimante

L’objectif principal de ce filament est d’éliminer les inconvénients du filament PLA Standard, à savoir

sa fragilité. Ainsi la résistance au choc de ce nouveau filament est très supérieure à celle du PLA

Standard et dépasse celle de l’ABS. Les pièces imprimées avec du PLA-HT sont plus élastique et

permettent l’impression de pièces très fines. L’impression est plus lisse, précise et solide.

Contrôle et Software

Le contrôle de l’imprimante peut se faire de plusieurs manières. Soit via une connexion USB d’un PC

vers l’unité de commande, soit via une carte SD avec la tablette Multirap-Touch, un kit optionnel

proposé par Multec (cf. Photo 17). Une option permet d’avoir une gestion autonome de l’imprimante

sans PC, offre une simulation sur écran de l’impression, une vue directe de l’impression, un excellent

suivi du processus d’impression, une application Listream et caméra de surveillance à distance.

Photo 17: l’option Multirap Touch Pro est une solution pratique pour imprimer en toute autonomie

Multec conseille d’utiliser le logiciel standard « Simplify3D », ou par exemple Repetier Host ou bien

d’autres programmes d’impression 3D open source, communs également aux autres imprimantes.

Comme déjà évoqué auparavant, Multec fournit des fichiers de configurations complets et une FAQ

très vaste, ainsi que des conseils et astuces, accumulés grâce à une longue expérience pratique. Une

notice très détaillée pour réaliser une première impression avec Simplify3D et disponible sur CD-Rom

ou sur le site de Multec, permet à chacun une entrèe en matière sans problème.

Une imprimante polyvalente

La conception robuste et précise de l’imprimante et plus particulièrement de l’axe Z, offre d’autres

possibilités, comme le fraisage et la gravure. Ainsi Multec propose en option un kit de fraisage et

gravure. Ce kit est constitué une perceuse-meuleuse Proxxon, d’un comparateur à cadran, pour

niveler exactement la table d’impression (cf. Photo 18).

Photo 18: Le comparateur à cadran de grande précision (livré avec le kit optionnel Fraisage et gravure) permet

un parfait nivellement de la table d’impression

Depuis début 2015, ce kit est livré avec un support en aluminium, en plus d’un support imprimé avec

une imprimante 3D permettant de fixer le comparateur à cadran ou un feutre. Cette dernière

possibilité offre l’avantage d’effectuer de premiers essais de gravure ou de fraisage sans risquer

d’endommager des outils onéreux (cf. Photo 19).

Photo 19: Pratique pour les premiers tests de gravure, le support pour feutre permet de réaliser de premiers

essais sans risquer d’endommager des outils de gravure coûteux (comme ceux pour la gravure des circuits

imprimés), voire même de pouvoir détecter d’éventuelles erreurs des G-Codes

Bien que ce dispositif ne soit pas prévu pour fraiser des métaux durs, il permet toutefois de réaliser

sans problème des opérations de fraisage sur de l’aluminium, du plastique ou du bois.

Ce kit de fraisage est particulièrement apprécié par les électroniciens pour réaliser soi-même des

circuits imprimés sans devoir avoir recours à une procédure chimique. Si cette démarche peut être

controversée, l’important reste la précision de la machine ainsi que le positionnement de la platine.

Multec fournit, dans une notice spécifique, des instructions très détaillées concernant la préparation

des codes G, sans être obligé de modifier le Firmware dans l’unité de commande. Certains logiciels

édition de platine électronique (comme par exemple Eagle) proposent par ULP une application

directe en code G. Pour d’autres programmes il faut modifier les données en code G-PCB (cf.

PCBMill[3]).

La conversion de l’imprimante en appareil de fraisage et gravure est très simple. Il suffit de desserrer

quelques vis de l’extrudeur et de son ventilateur de l’axe Z, de brancher un adaptateur afin que

l’unité de commande reste connectée même si l’extrudeur ne l’est plus et enfin de placer la fixation

pour l’appareil de fraisage et de gravure (cf. Photo 20).

Photo 20: La mise en place de l’appareil de fraisage-gravure est très vite réalisée

Les instructions notent en détail (cf. [2]) comment éviter la collision des outils avec la table

d’impression. Dans cette notice sont présentés également des conseils pour graver des platines

électroniques. De plus, des exemples de fichiers pour tester immédiatement des modèles de gravure

sont disponibles sur le CD-Rom du fabricant.

La photo 21 illustre un exemple de fraisage/gravure. Les programmes gratuits, comme Textgraver (cf.

[4]) permettent de modifier des modèles et de les convertir en fichiers pour le fraisage et pour la

gravure.

Photo 21: Exemple de réalisation avec le kit fraisage-gravure

Même en choisissant cette extension, le prix de l’imprimante reste très intéressant. Cette option est

une plus-value pour l’imprimante en la rendant durable et polyvalente. La tablette avec son

application offre la possibilité de commander aussi manuellement des opérations de fraisage-

gravure. Le Firmware de l’imprimante est compatible pour avec les Codes-G de CNC-CAD.

Pour des utilisateurs perfectionnés, d’autres composants spéciaux peuvent s’avérer intéressants,

comme par exemple un palpeur automatique.

Ainsi cette imprimante Multec M420 de grand format est une machine parfaitement adaptée pour

les bricoleurs et le domaine du prototypage rapide et permet même des opérations

complémentaires comme le fraisage et la gravure, sans devoir investir sur une machine CAO. De plus

cette imprimante produit de grandes pièces tout en fournissant un résultat de haute qualité, avec

des matériaux différents.

Autres informations :

[1] www.multec.de

[2] www.multec.de/Drucktipps-und-Tricks-3D-Drucktechnik

[3] www.cncdrive.com/content/PCBMill.htm

[4] www.cncdrive.com/downloads.html

Article traduit par Multec (version originale en allemand consultable sous ELV Journal 2/2015)