Impression 3D et risques liés au feu.

Résumé des recommandations de la vidéo de Thomas Sandalerer


Le plus gros risque avec une imprimante 3D est le feu électrique: un composant ou un fil commence à chauffer et un plastique autour prend feu. Les composants d’une imprimante chinoise sont souvent construits dans des matériaux qui sont inflammables. Il faut éviter le plus possible les matériaux comme le bois, le polycarbonate, le nylon autour d’une imprimante, pour éviter la propagation d’un feu. Le positionnement de l’imprimante est donc important: éviter les tables/étagères en bois, préférer du métal pour éviter la propagation d’un feu. Mais qui dit feu dit qu’il est déjà trop tard. Il y a plusieurs moyens de sécuriser l’imprimante pour éviter le départ de feu au maximum. Les éléments électriques critiques sont:

1/ Les connecteurs:

Les connecteurs clipsables sont vendus pour un courant max donné. Typiquement sur une carte de qualité 12A. Sur les cartes de nos chinoiseries, ils peuvent être donnés pour 20A avec pourtant une résistance supérieure, ce qui les fait chauffer plus. Méfiance donc envers les données constructeurs des composants chinois. Pour information le bed consomme environ 12A en chauffe.

2/ Les borniers:


les borniers à vis type dominos où la vis elle même fait contact avec le fil sont à éviter. Si la carte en est équipée, il faut éviter les fils multibrins ou leur sertir une extrémité solide avec la pince adéquate. D’autres borniers ont une plaquette en métal entre la vis et le fil, ceux là conviennent pour des fils multibrins.

D’une manière générale, une imprimante peut consommer environ 20 à 25A. Vérifier la concordance entre les données des connecteurs de la carte et l’usage.

La meilleure façon de se débarrasser de cet aléa est de souder directement les fils sur la carte. Dans le cas où l’on conserve les borniers, il faut absolument vérifier AVANT la première mise sous tensions que tout est bien serré. Et checker périodiquement (toutes les 2 semaines environ) que c’est toujours le cas. Si les vis se déserrent trop souvent, remplacer le connecteur.

Attention, mauvaise idée: ne jamais étamer un fil multibrin pour le serrer dans un bornier à vis. L’étain finira par migrer et la connexion deviendra lâche avec le temps. Penser même à recouper et redénuder un fil qui serait livré étamé avant de l’insérer dans un bornier à vis.

3/ Les MOSFET

Les MOSFET ne sont pas supposés chauffer de trop s’ils sont correctement utilisés. S’il y a un radiateur sur les MOSFET de la carte et s’ils chauffent trop, il y a un problème de conception du circuit et un danger potentiel. Dans ce cas, un upgrade de carte ou l’installation d’un plus gros radiateur peuvent être une bonne idée.

4/ L’alimentation

Normalement en cas de court circuit directement à sa sortie, l’alimentation est fail safe. Par contre si un élément en aval d’un MOSFET comme la cartouche de chauffe ou le bed est en court circuit, cela ne déclenchera pas nécessairement la protection de l’alimentation et un autre composant peut chauffer et déclencher un feu.

C’est la raison pour laquelle dans l’idéal il faut protéger chaque élément avec un fusible adapté unique (bed, cartouche). 20% de marge par rapport à la consommation attendue sont nécessaires pour le choix du fusible: exemple pour une cartouche de chauffe de 30W 12V à 2,5A, choisir un fusible 3A, et pour un bed qui consomme 12A, choisir un 15A. Les fusibles de voiture sont particulièrement adaptés et peu chers pour cet usage.


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5/ Le lit chauffant / Les câbles mobiles

Le « strain relief » maintenant fourni par Creality pour les fils du bed est indispensable pour éviter que quelques brins finissent par casser à force de se tordre, pour au final causer un échauffement du fil et un départ de feu .

Si vous n’en disposez pas, il est possible de l’imprimer, plusieurs modèles étant disponibles sur Thingiverse : https://www.thingiverse.com/thing:2186203

Cela peut également arriver sur tous les fils qui bougent avec les axes. Une bonne idée est de les scotcher ou les attacher à un élément plus rigide, comme le tube PTFE bowden, ou entre eux. Les deux extrémités doivent être attachées. On peut aussi utiliser des isolants hélicoïdaux (spiral wrap) en nylon, ou des « drag chains » comme celle ci:

Lien Thingiverse : https://www.thingiverse.com/thing:2757810

6/ Le câblage en général

Les câbles peuvent être remplacés par des fils silicones, très flexibles, et très résistants à la chaleur et aux contraintes mécaniques.

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En plus de celà des protections logicielles peuvent être activées dans Marlin. Elles ne le sont pas toutes sur les versions constructeur, mais permettent de monitorer certains paramètres pour repérer un fil sectionné ou un court circuit qui créerait une demande de courant trop intense et trop longue, et qui finirait par faire chauffer les câbles. Les composants utilisés dans les chinoiseries sont de qualité telle que ces protections se déclencheraient intempestivement si elles étaient toutes activées.

A vous de choisir ce que vous souhaitez en terme de protection, au prix possiblement d’un arrêt d’impression inutile. Pour prévenir un feu au cas où toutes ces protections n’aient pas réussi à l’empêcher, il reste d’autres solutions. Monitorer son print avec une caméra IP, par exemple via Octoprint. Installer un détecteur de fumée dans le local où l’imprimante est positionnée. Il existe même des extincteurs automatiques qui se déclenchent en cas de feu.

Article traduit / Adapté par Ryad Boonooa