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  La sécurité des imprimantes 3D (prévention incendie)

 


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Auteur Sujet :

La sécurité des imprimantes 3D (prévention incendie)

n°162761
feyris
Posté le 22-05-2017 à 12:12:09  profilanswer
 

Suite à plusieurs retours d’incendies causés par nos chère imprimantes 3D, j’ai décidé de mettre en place sur la mienne un certains nombre d'amélioration liée à la sécurité.

 

(malheureux) Exemples:
https://www.reddit.com/r/3Dprinting [...] rom_china/
https://www.reddit.com/r/3Dprinting [...] r_printer/
https://www.rcgroups.com/forums/sho [...] -Old-Maker
http://forums.reprap.org/read.php?392,294850
http://multi-rotor-fans-club.com/v [...] fdb24f14da
http://www.soliforum.com/topic/660 [...] use-fires/

 

J'ai une Smartrapcore alu (core XY en profilé alu 2020)
La plupart des pièces qui la compose sont imprimées.
Elle est commandée par le classique Ramps(*) + Marlin(*).

 

Ceci dit, je pense que la plupart des améliorations sont applicable à d’autres imprimantes, c'est pourquoi je vous en fais profiter ;)

 


I) Causes

 

J’ai identifié les causes suivantes de départ d'incendie:
Si j’ai oublié des trucs, n’hésitez pas à le remarquer.

 

1 - Un élément chauffant qui chauffe trop:

 

La hotEnd(*) notamment est un élément potentiellement très dangereux. Alimentée à fond et sans contrôle, elle peut chauffer sufisament pour faire fondre l'alu, et enflammer le pla :  https://www.youtube.com/watch?v=qVjWg2vuWzk

 

a- Cause logicielle: plantage du système, mauvais paramétrage, non implémentation de toute les sécurités...
 b- Cause électronique: capteur défaillant, mosfet(*) défaillant (‘colle’ en mode passant),
 c- Cause mécanique: séparation de l'élément chauffant et de son capteur de température, section d'un câble de capteur, détachement de l'élément chauffant...

 

2 - Problème électrique:

 

a- Câble sous dimensionné
 b- Connecteur sous dimensionné, de mauvaise qualité, ou mal utilisé/branché
 c- Court circuit
 d- Puce ou mosfet qui crame

 


II) Améliorations

 

Avec les moyens dont on dispose, on ne peut pas arriver à un risque zéro, mais un accident est souvent la conséquence d’un enchaînement de petits problèmes/défauts.
Le but est de corriger le plus de ‘petits points’ possible, pour limiter les départs et leurs conséquences, et réduire ainsi le risque d’un gros accident.
J’ai classé ces améliorations dans les catégories suivantes

 


1 - Mécanique:

 

a- Le ‘carter’ de l’imprimante doit pouvoir contenir un début d’incendie
J’ai une imprimante qui se prête bien à la mise en place de parroies: elle est cubique, en profilé alu.
J’ai pas mal cherché quel matériaux employer pour ces ‘murs’.
quelques idées:
- Plaques métalliques: Alu, Acier
- Dalle de carrelage, céramique
- Plaques d’isolation/coupe feu ex: Plaque fibres-gypse, laine de roche, mousse PIR, plâtre, placo feu.. en GSB ou magasin de matériaux.
- Contreplaqués ignifugé

 

Comme j’avais déjà mes parroies en contreplaqué, je les ai doublées d’une épaisseur de liège (pour isoler thermiquement l’imprimante) et d’une épaisseur de couverture anti-feu (fibres de verre enduites de silicone).
Pour les fenêtres, j’ai utilisé des feuilles de PVC transparentes (difficilement inflammable), mais je pense qu'on peut aussi utiliser du verre classique.
Si j’ai l’occasion de récupérer une vitre de four, je la mettrait en place. Le verre haute température neuf coûte une fortune.

 

b- Boîtier pour l’électronique
Pour l’instant, j’ai mis l’électronique dans un boitier imprimé en filament ignifugé doublé de scotch kapton. J'avoue que c'est perfectible.
J'ai finalement mis l'électronique dans un boitier de dérivation, avec un ventilo dessus. Je l'ai placé à l'extérieur de l'enceinte de l'imprimante.

 

c- Boitier pour la bobine
Le filament est extrêmement inflammable (essayer avec une petite chute dehors, ça brûle vraiment bien c’est impressionnant) il est important d’éloigner la bobine en cours d’utilisation de l’imprimante. Genre, pas au dessus comme on voit souvent.

 

La bobine en cours est derrière une des parroies, dans une boite à biscuit métallique. Le filament sort de la boite par un pneufit + 10cm de tube ptfe.

 

d- L’imprimante elle même.
Le top serait bien sûr de n’avoir aucune pièce inflammable (en dehors de la pièce en cours d’impression) dans l'imprimante. Avec nos reprap imprimées, c’est pas gagné.
J’ai réimprimé la plupart des pièces en filament ignifugé. Au moins ça ne propagera pas plus le feu.
Certaines pièces sont près proche de la hot end, éviter le pla pour celles ci. Pour le support hot end et le blower, je les ai imprimées en polycarbonate, qui tiens bien la chaleur, et est difficilement inflammable.
Le support de mon heat bed est encore en contreplaqué , je vais essayer de découper une plaque d’alu plus tard.

 

e- J’ai pour projet aussi de mettre en place un capteur de filament, pour éviter que l'imprimante continue d’imprimer dans le vide en cas de rupture ou de blocage.

 


2 - Electronique:

 

Il y aussi pas mal de taff au niveau électronique. Par ordre d’importance (selon moi)

 

a- Suppression du connecteur d’alim de la ramps, connu pour être bien merdique et chauffer. A la place: cables soudé + connecteurs de modélisme XT60
 b- Commande du heatbed via un relais SSR, au lieu du mosfet de la ramps, connu pour être sujet à problème aussi.
 c- Mise en place d’une alim ATX de marque au lieu des blocs 12V chinois.
Déjà c’est bien plus fiable, il y a plus de sécuritées intégrées, et elle est bien encapsulée. De plus ça donne au système (Marlin) la possibilité de couper l’alim de l’imprimante en cas de soucis détecté, ou simplement à la fin de l’impression.
 d- Recâblage complet avec du câble siliconé, qui ne brûle pas, avec un diamètre suffisant:
 22AWG pour les moteurs pas à pas et les capteurs, 14-16 AWG pour le heatBed.
 e- Mises en place de fusibles thermique, un sur la hot-end (sur le haut du ‘radiateur’), un sur le heat bed. ils ont tous les 2 en série sur la commande de l’alim ATX. En cas de coupure de l’un des 2, l’alim se coupe.
 f- Mises en places de fusibles. Il y en a sur la ramps, mais les ramps chinoises j’ai moyen confiance.
 g- Mises en places de cosses sur les câbles.
 h- Câble management: Bien agencer les câbles, pour ne pas avoir de forêt de câbles, étiquetage des câbles (évite de re-brancher à l’envers après une intervention)
 i- Ajout d’un arrêt d’urgence ‘coup de poing’

 

On peut aussi ajouter un système de détection de fumée ou de chaleur, relié à un système domotique...

 


3 - HotEnd:

 

C’est un élément important, très chaud, en mouvement…

 

a- Changement de la sonde de température radiale par une sonde axiale. Ainsi, elle ne peut pas se déloger.
 b- Changement de la cartouche de 40W par une 20W. C'est suffisant, et a pleine puissance, la 40W peut faire fondre l'alu facilement.
 c- changement du petit ventilo pourri par un ventilo de marque
 d- Isolation des pièces imprimées par une couche de kapton. c’est pas grand chose,mais toujours ça.
 e- J’aimerais avoir un support de hot end et de ventilo qui résiste bien à la chaleur. si vous avez des idées…
 f- Pour ceux dont c'est pas déjà le cas, le ventilo de la hot end doit tourner en permanence, et dois pas être contrôlé 'logiciellement'

 

Et penser à vérifier souvent que tout est bien branché et fixé

 

3 - Logiciel:

 

a- Ma version de Marlin était vraiment vieille (1.0.0), j’ai mis en place la dernière version, il y a eu entre les 2 de nombreuses améliorations liées à la sécurité.
 b- Réglage et activation de la Thermal Runaway Protection
Pour rappel, cela permet d’arrêter l’impression si l’imprimante à l’impression de chauffer dans le vide: Ex: si après 10s de chauffe, la température n’a pas augmenté d’au moins 5°C, il y a un soucis, donc on coupe tout. Ces 2 valeurs se paramètrent, pour la HotEnd et le HeadBed.
 c- Webcam: Je peux surveiller mon impression en cours avec octoprint, que je sois dans la pièce à côté, ou plus loin

 

4 - Local:

 

a- Soigner l’emplacement dans la pièce de l’imprimante: de préférence rien d'inflammable autour et au dessus: étagères, biblio, rideaux...
 b- faire attention à garder ranger la proximité de l’imprimante et éviter des trucs inflammables autours: Par exemple les bobines de réserve, des chutes d’impression, l'acétone, la laque, la poubelle, des papiers…
 c- Capteur incendie au dessus, le mien est connecté en zwave, j’ai une alerte mail.
 d- L'extincteur. Il est primordial d'avoir un extincteur à proximité. idéalement, un endroit facile d'accès, à l'entrée de la pièce.
Il faut choisir un extincteur adapté à l'usage informatique: par exemple extincteur à Co2 ou à gaz inerte.
Les extincteur à poudre sont très néfaste pour tout le matériel présent dans la pièce, les extincteurs à eau peuvent poser problème sur des équipements sur tension. Une couverture anti feu peut aussi s'avérer pratique.
 e- ça ne coûte rien: Repérer à l'avance quel disjoncteur coupe l'imprimante.

 

Certain aussi installent un extincteur automatique comme clui ci: https://distrimarine.com/extincteur [...] -1-kg.html
C’est une bonne solution mais plutôt de dernier recours (vois le bordel que fout un extincteur à poudre dans une pièce, tu peux presque tout jeter...)

 

III) Idées, remarques diverses

 

- N'hésitez pas à tester vos sécurités (dans la mesure du possible), tester (à l'extérieur) l'inflammabilité des matériaux, ce serais-ce que pour vous donner une idée.
 - Attention à la bombe de laque que beaucoup utilisent pour l'accroche, c'est extrêmement inflammable. Ne pas utiliser sur l'imprimante en fonctionnement, et ranger la bombe à distance du lieu d'impression. Pareil pour l'acétone et l'alcool.
 - De nombreux câbles sont en mouvement. Il est important de bien fixer les extrémités à la structure avec un collier par ex. Le câble ne doit pas reposer sur son connecteur ou sa soudure: à la longue ça risque de se détacher/dé-souder, avec risque de chauffe ou de cours jus.
 - J'ai trouvé ce truc :http://www.ebay.co.uk/itm/Smartswitch-by-XYGAX-FULL-version-universal-3d-printer-safety-device/192194222248 : un module de gestion de sécurité séparé: vérifie les températures (bed, head, boitier) + fumées... coupe l'énergie en cas de dépassement des valeurs définies.
 - Pour le boitier, certains sont presque étanche, cela peut-il suffire à étouffer le feu par manque d'oxygène? à tester

 

IV) Lexique et références

 

1 - (*)Lexique:

 

- Ramps: Carte de contrôle qui se branche sur un arduino. comprends les drivers de moteurs, les mosfets de contrôle du heatbed et de la hot end
- Marlin: Logiciel de pilotage de l'imprimante à charger dans l'arduino
- Mosfet: On peux le considérer comme un 'relais' sans élément mécanique, qui permet de commuter une charge (ex: un élément chauffant)
- HotEnd: tête d'impression: la partie qui chauffe le filament pour le faire fondre.
- HeatBed: support d'impression chauffant. Permet de maintenir la base déjà imprimée à une certaine température pour éviter son rétrécissement.

 

2 - Répérences:

 

Threads sur le sujet (à compléter):
https://www.reddit.com/r/3Dprinting [...] revention/
http://shop.prusa3d.com/forum/prus [...] t2041.html
http://forum.seemecnc.com/viewtopic.php?t=9809
discutions sur la construction de carter fireproof: https://www.reddit.com/r/3Dprinting [...] osure_for/
http://www.ouinche.com/impression- [...] -securite/

 

V) Conclusions

 

Comme dit plus haut, chaque amélioration est perfectible, on peut toujours trouver un cas ou ça peux merder.
Mais mis bout à bout, je pense que le risque est bien diminué.
Même avec tout ça, je ne peux pas dire que c'est bon, vous pouvez la laisser sans surveillance. Personnellement, j'avoue que ça m'arrive de le faire, mais je surveille à distance, et c'est un risque que je décide de prendre.

 

J'améliorerais le topic au fur et à mesure des idées qui viennent ici, je vais essayer d'ajouter des photos aussi  :hello:


Message édité par feyris le 12-06-2017 à 11:07:52
mood
Publicité
Posté le 22-05-2017 à 12:12:09  profilanswer
 

n°162763
feyris
Posté le 22-05-2017 à 12:13:25  profilanswer
 

[réservé]

n°162767
pingu balb​oa
Vieux pseudal nul :(
Posté le 22-05-2017 à 12:21:24  profilanswer
 

Drap'


---------------
Mind over matter
n°162838
darkibot
Etre libre... pas 2Be3, hein!
Posté le 23-05-2017 à 15:11:57  profilanswer
 

[:eponge] & :jap:

n°162886
durbanxe
Posté le 23-05-2017 à 22:15:48  profilanswer
 
n°162887
feyris
Posté le 23-05-2017 à 22:34:18  profilanswer
 


 
Merci, en effet, je me suis permis de rajouter les liens  :hello:  
 
C'est vraiment un point important de l'impression 3D souvent négligé je trouve.
Y'a qu'à voire le degré (quasi nul) de sécurité de la mienne d'origine (pourtant d'une société française), et de beaucoup de reprap (les i3, A8...), et la prévention assez légère en général...
Mais oui c'est vrai c'est chiant, c'est pas 'productif', y'a pas de gain immédiat, ça marche sans, pourquoi s'embêter.. jusqu'au jour ou...

Message cité 1 fois
Message édité par feyris le 23-05-2017 à 22:42:59

---------------
La sécurité des imprimantes 3D
n°162952
Roger01
Posté le 24-05-2017 à 16:04:03  profilanswer
 

Drapal! Je monte une GeeeTech i3 en ce moment, merci du post!

 

N'hésite pas à link ce que tu as acheté :jap:


Message édité par Roger01 le 24-05-2017 à 16:11:45
n°162961
rat de com​bat
attention rongeur méchant!
Posté le 24-05-2017 à 17:30:26  profilanswer
 

feyris a écrit :

C'est vraiment un point important de l'impression 3D souvent négligé je trouve.
Y'a qu'à voire le degré (quasi nul) de sécurité de la mienne d'origine (pourtant d'une société française), et de beaucoup de reprap (les i3, A8...), et la prévention assez légère en général...
Mais oui c'est vrai c'est chiant, c'est pas 'productif', y'a pas de gain immédiat, ça marche sans, pourquoi s'embêter.. jusqu'au jour ou...

et c'est des sous surtout, donc le prix du produit final qui augmente et avec toute la concurrence...

Citation :

On peut aussi ajouter un système de détection de fumée ou de chaleur, relié à un système domotique...

En tout cas si on est chez soi rien ne vaut un bête détecteur de fumée pour 10€. Parce que la domotique c'est très bien mais surtout pour les histoires de sécurité il faut essayer de faire au plus simple. Plus il y a de composants plus le risque d'un défaut qui va empêcher le déclenchement de l'alarme est élevé! Tu le disais toi même, un incendie c'est souvent "un enchaînement de petits problèmes/défauts"...

Citation :

Boîtier pour l’électronique
Pour l’instant, j’ai mis l’électronique dans un boitier imprimé en filament ignifugé doublé de scotch kapton. J'avoue que c'est perfectible.

C'est à vérifier mais il me semble que les boîtes de dérivation utilisés dans le cablage électrique sont autoextinguibles (à vérifier!!) et faciles à trouver et pas cher.

Citation :

Les extincteur à poudre sont très néfaste pour tout le matériel présent dans la pièce

Je dirais pour toute la maison / l'appart. En plus c'est complètement inutile. Les feux de classe A (matériaux solides) qu'on va trouver sur des imprimantes 3D peuvent très bien s'éteindre avec de l'eau pulvérisée + additif ou aussi avec du dioxyde de carbone. Ce dernier à evidemment l'avantage de ne pas nécessiter de ménage après ce qui peut considérablement baisser les inhibitions à s'en servir, par contre Attention: Le CO² est toxique dès une concentration de quelque pourcent, voir Wikipédia. Ces seuils sont très rapidement atteints si on vide un extincteur, surtout dans des petites pièces. Il faut aussi penser qu'au début le CO² ne sera pas reparti dans tout le volume de la pièce. J'avais lu un article là-dessus il y a quelque temps mais evidemment je ne retrouve pas le lien... Donc si on utilise un tel extincteur il faut aérer après et ne pas hésiter à appeller les secours en précisant ce qu'on a fait si on se sent mal après.


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