Impression 3D avec Raspberry Pi : guide complet du débutant

Quand on vous dit impression 3D, vous pensez tout de suite à l’Internet des objets, qui comprend des appareils comme le Raspberry Pi. Et vous n’êtes pas très loin de la vérité ; l’impression 3D et le Raspberry Pi sont très complémentaires. Aujourd’hui, je vais vous montrer comment utiliser un Raspberry Pi pour imprimer en 3D.

Le Raspberry Pi peut exécuter divers logiciels d’impression 3D, comme OctoPrint ou Cura, qui contrôlent l’imprimante 3D et offrent des fonctionnalités supplémentaires comme la surveillance à distance, le contrôle en temps réel, l’automatisation et une meilleure gestion des impressions.

Voyons comment utiliser un Raspberry Pi pour l’impression 3D. Je commencerai par expliquer les avantages d’utiliser un Raspberry Pi, ensuite nous verrons ce dont vous avez besoin pour commencer et enfin, nous passerons en revue certains logiciels que vous devez installer sur votre Raspberry Pi.

Si vous êtes perdu dans tout le jargon autour de Raspberry Pi, j’ai quelque chose pour vous aider. J’ai créé un glossaire gratuit qui explique tous les termes et abréviations essentiels de manière simple et compréhensible. C’est une excellente ressource à garder sous la main. Obtenez votre copie gratuite ici.

Pourquoi utiliser un Raspberry Pi pour l’impression 3D ?

Un Raspberry Pi est idéal pour l’impression 3D car vous pouvez contrôler et surveiller votre imprimante. Il est petit et abordable, ce qui en fait le compagnon parfait de votre imprimante 3D.

Mais si vous êtes nouveau dans ce domaine, il faut que j’explique le fonctionnement de l’impression 3D avant d’utiliser le Raspberry Pi. Fondamentalement, un processus typique d’impression 3D comporte 3 étapes principales :

• Créer ou télécharger un modèle 3D :
  C’est toujours la première étape. Vous pouvez créer un modèle 3D en utilisant des applications comme Blender ou Tinkercad, ou télécharger des modèles préfabriqués depuis des sites web comme Thingiverse ou MyMiniFactory.
  
• Découper le modèle pour générer du G-code :
  Comme vous ne pouvez pas simplement fournir le modèle 3D téléchargé à l’imprimante, vous devez convertir le modèle en quelque chose que l’imprimante peut comprendre, connu sous le nom de G-code. Le G-code contient des instructions ou des commandes pour l’imprimante, y compris les mouvements, la température et les paramètres d’extrusion.
  
• Transférer le G-code à l’imprimante 3D :
  C’est toujours la dernière étape. Copiez le G-code sur une carte SD ou une clé USB et insérez-la dans l’imprimante. De là, vous pouvez commencer l’impression du modèle 3D couche par couche.

Bien que ce processus en 3 étapes semble parfait, le Raspberry Pi gère mieux plusieurs aspects :

• Transferts de fichiers :
  Le premier problème est que chaque fois que vous voulez imprimer quelque chose, vous devez transférer le fichier G-code découpé à l’imprimante en utilisant une carte SD ou une clé USB. Cette étape peut être assez fastidieuse, surtout si vous changez fréquemment d’impression.
  
  Avec un Raspberry Pi exécutant un logiciel comme OctoPrint, vous pouvez envoyer des fichiers G-code sans fil directement de votre ordinateur à l’imprimante via votre réseau.
  
• Absence de surveillance à distance :
  L’autre problème est qu’une fois l’impression lancée, vous devez rester à proximité (physiquement) pour la surveiller. Si quelque chose se passe mal (par exemple, enchevêtrement du filament ou échec de l’impression), vous devez être là pour arrêter l’impression avant qu’il ne soit trop tard, ce qui pourrait entraîner un gaspillage de matériel et de temps.
  
  Pour résoudre ce problème, vous pouvez connecter une webcam au Raspberry Pi pour surveiller en temps réel l’avancement de votre impression via une interface web. OctoPrint fournit également des mises à jour en direct, vous permettant de vérifier votre impression depuis n’importe quel appareil (PC, tablette ou smartphone) sans être physiquement près de l’imprimante.
  
• Gestion d’impression limitée :
  Gérer plusieurs travaux d’impression ou mettre en file d’attente des impressions est difficile. Vous devez préparer et charger chaque impression manuellement, ce qui interrompt le flux de travail et vous fait perdre du temps.
  
  Avec OctoPrint installé sur votre Raspberry Pi, vous aurez un tableau de bord centralisé pour gérer tous les travaux d’impression. Vous pouvez mettre en file d’attente plusieurs impressions, démarrer/mettre en pause/arrêter les impressions, et même gérer plusieurs imprimantes depuis une seule interface si vous avez plusieurs cartes Raspberry Pi connectées à plusieurs imprimantes 3D.
  
• Pas d’automatisation ni de fonctions intelligentes :
  Les imprimantes 3D traditionnelles n’offrent pas de fonctionnalités d’automatisation intégrées comme l’arrêt à distance à la fin d’une impression ou les notifications automatiques lorsqu’une impression est terminée.
  
  Le Raspberry Pi permet plusieurs fonctionnalités intelligentes :
  
  • Notifications automatiques : Vous recevez des notifications sur votre téléphone ou votre ordinateur portable quand une impression est terminée ou s’il y a un problème. Certaines notifications peuvent nécessiter de configurer votre Raspberry Pi au-delà des paramètres de base fournis par OctoPrint.
    
  • Contrôle de l’énergie : OctoPrint dispose de commandes intégrées pour automatiser la gestion de l’énergie, comme éteindre l’imprimante et le Pi une fois l’impression terminée.
    
  • Plugins personnalisés : OctoPrint prend en charge de nombreux plugins pour des fonctions avancées comme la détection de fin de filament, l’analyse de la qualité d’impression, et la création automatique de vidéos en accéléré.

Exigences matérielles pour l’impression 3D avec un Raspberry Pi

Voici ce dont vous aurez besoin pour commencer l’impression 3D avec le Raspberry Pi.

Notions de base

Voici les accessoires de base dont vous avez besoin pour votre installation :

• Raspberry Pi : À l’exception des Raspberry Pi Zero et Zero W qui ont montré de graves problèmes de performances, vous pouvez utiliser n’importe quel autre modèle de Raspberry Pi pour exécuter des logiciels comme OctoPrint ou Cura. Cependant, je recommande plutôt un Raspberry Pi 3B+, un Raspberry Pi 4B, ou un Raspberry Pi 5.
• Stockage : Je recommande d’utiliser une carte SD ou une clé USB avec au moins 8 Go de stockage. Cependant, si vous prévoyez de lancer de nombreuses impressions ou d’enregistrer de nombreux time-lapses, vous devriez utiliser au moins 16 Go ou plus.
• Alimentation : Je recommande vivement d’utiliser la bonne alimentation. Vous ne voulez pas gâcher vos impressions à cause de problèmes de sous-tension. Nous avons un article sur ce site qui détaille comment alimenter le Raspberry Pi. Il vous guidera pour obtenir la bonne alimentation pour votre Raspberry Pi.

Imprimantes 3D

Voici quelques imprimantes 3D populaires qui sont compatibles avec le Raspberry Pi. Je les ai sélectionnées parce qu’elles supportent des applications comme OctoPrint et Cura que vous pouvez facilement installer et configurer sur votre Raspberry Pi.

• Prusa i3 MK3S+ :
  Les imprimantes 3D Prusa sont bien connues pour leur fiabilité et la qualité élevée de leurs impressions. Elles se déclinent en différentes versions, allant d’imprimantes 3D abordables à des modèles haut de gamme. Elles incluent un support natif d’OctoPrint et la communauté fournit de nombreux guides pour les configurer avec le Raspberry Pi.
• Creality Ender Series :
  Ici, je parle de modèles comme la Ender 3, Ender 3 Pro, Ender 3 V2 et Ender 5. Ces modèles incluent un support natif pour le firmware Klipper et OctoPrint. De plus, il existe de nombreux guides en ligne sur la façon de connecter ces imprimantes au Raspberry Pi.
  
  Une autre chose que j’ai appréciée à propos de la série Creality Ender est qu’elle propose des versions abordables comme la Ender 3 et vous pouvez en obtenir une pour vos projets à domicile.

Webcams

Obtenir une Webcam pour Raspberry Pi est facultatif. Cependant, c’est essentiel pour surveiller à distance le processus d’impression.

L’ennui avec l’impression 3D est qu’en cas de problème, vous gaspillerez beaucoup de filament, de temps et d’efforts. Cependant, si vous avez une webcam installée sur votre Raspberry Pi, vous pouvez surveiller l’impression à distance et l’arrêter immédiatement si besoin.

Si vous n’avez jamais monté de webcam auparavant, nous avons déjà un article sur l’installation d’une caméra sur le Raspberry Pi. Il vous fournit des instructions étape par étape et vous guide également dans le choix de la meilleure webcam pour votre projet.

Outils que vous pouvez utiliser pour l’impression 3D avec un Raspberry Pi

Comme je l’ai indiqué précédemment, le rôle du Raspberry Pi dans l’impression 3D est d’exécuter les applications nécessaires pour surveiller et contrôler l’imprimante 3D. Dans cette section, je vais vous guider sur la façon d’installer le logiciel nécessaire.

Il existe de nombreuses applications 3D que vous pouvez installer sur le Raspberry Pi. Cependant, pour cet article, je vais seulement choisir deux applications populaires, et il existe de nombreuses ressources en ligne pour vous aider à trouver des solutions en cas de problème.

Je parle d’OctoPrint et de Cura.

OctoPrint

Octoprint est l’une des applications d’impression 3D les plus populaires. Il fournit une page web qui peut être utilisée pour surveiller et contrôler votre imprimante 3D à distance.

Parmi les choses que vous pouvez faire, il y a la gestion des travaux d’impression, la surveillance de l’avancement via une webcam, l’enregistrement de timelapses et le contrôle des paramètres de l’imprimante. Vous pouvez même l’utiliser pour redémarrer/ allumer ou éteindre l’imprimante 3D à distance.

Il y a deux façons d’installer OctoPrint sur le Raspberry Pi :

• Utiliser l’image OctoPi : L’image OctoPrint est un système d’exploitation préconfiguré qui inclut l’application OctoPrint déjà préinstallée et prête à l’emploi. Elle simplifie l’installation en incluant toutes les dépendances nécessaires pour exécuter OctoPrint.
  
• Paquet snap OctoPrint : Utilisez cette option si vous avez déjà installé Raspberry Pi OS sur votre système ou si vous n’avez pas le temps de télécharger l’image OctoPi. Vous pouvez télécharger et installer le paquet snap OctoPrint.

Nous avons déjà un article avec un guide étape par étape pour installer OctoPrint sur le Raspberry Pi. Assurez-vous de le consulter, si vous souhaitez utiliser OctoPrint comme logiciel de choix pour surveiller et contrôler votre imprimante 3D.

Cura

Si vous avez une imprimante 3D de la marque Ultimaker, Cura sera votre application de référence. Cura a été développée par Ultimaker et est utilisée pour surveiller et contrôler les imprimantes 3D de ce fabricant. Cependant, son utilisation ne se limite pas qu’aux imprimantes Ultimaker.

L’application est compatible avec un large éventail d’imprimantes 3D, y compris des modèles populaires de marques comme Creality, Prusa, Anycubic, et bien d’autres.

Il y a deux façons d’installer Cura sur le Raspberry Pi.

• Installer Cura depuis le dépôt de Raspberry Pi OS : Même si j’ai mentionné cette méthode ici, JE NE la recommande PAS. Cura est disponible dans le dépôt de Raspberry Pi OS et peut être installée en utilisant la commande apt. Cependant, lorsque vous la lancez, vous réaliserez que vous utilisez une version obsolète.
  
  C’est pourquoi si vous faites une recherche rapide en ligne, vous trouverez encore de nombreuses personnes demandant « comment installer Cura sur le Raspberry Pi ».
• Utiliser le fichier AppImage Cura : Un fichier AppImage est un format indépendant de distribution pour empaqueter des applications sur Linux qui permet aux développeurs de créer une seule application pouvant fonctionner sur différentes distributions Linux.
  
  Par conséquent, tout ce que vous avez à faire est de télécharger l’AppImage de Cura depuis leur page GitHub et de l’installer sur votre Raspberry Pi.

Nous avons déjà un article sur ce site qui fournit un guide étape par étape pour installer Cura sur le Raspberry Pi (en anglais). Donc, même si vous n’avez jamais utilisé d’AppImages, ne vous inquiétez pas, toutes les instructions et commandes sont incluses dans cet article.

Conseils pour une expérience d’impression 3D fluide

Jusqu’à présent, je crois que vous comprenez maintenant comment configurer votre Raspberry Pi pour l’impression 3D. Voyons maintenant quelques conseils et astuces pour une expérience d’impression 3D fluide.

Utilisez une alimentation de bonne qualité

C’est un point important que la plupart des gens négligent, surtout lorsqu’il s’agit des modèles récents de Raspberry Pi qui utilisent un port de charge USB-C. Parfois, vous pourriez être tenté d’utiliser votre chargeur de téléphone habituel.

Si vous souhaitez des performances fiables avec le Raspberry Pi en raison du processus d’impression, vous avez besoin d’une alimentation de haute qualité. Sinon, cela pourrait entraîner des arrêts inattendus, de mauvaises performances ou des problèmes avec les périphériques connectés comme les webcams ou les périphériques USB.

Nous avons un article sur notre site qui donne tous les détails à savoir pour alimenter un Raspberry Pi.

Refroidissez votre Raspberry Pi

Lors de travaux d’impression longs, il est très probable que votre Raspberry Pi commence à surchauffer. Il existe plusieurs méthodes que vous pouvez utiliser pour y remédier.

La première consiste à installer des dissipateurs thermiques. Ce sont des plaques métalliques fixées sur la carte Raspberry Pi pour dissiper l’excès de chaleur. Vous pouvez également installer un ventilateur de refroidissement qui fonctionne normalement comme les ventilateurs de refroidissement dans les ordinateurs portables et de bureau.

L’autre option de refroidissement est d’utiliser un boîtier qui comprend soit un ventilateur intégré, soit agit comme un grand dissipateur thermique. Nous avons déjà un article sur les meilleurs boîtiers pour votre Raspberry Pi (en anglais). Vous y trouverez des boîtiers que nous avons testés et évalués en fonction de leurs performances de refroidissement.

Mettez régulièrement à jour le logiciel

Comme toujours avec les ordinateurs, il est fortement recommandé de faire vos mises à jour régulièrement pour bénéficier des corrections de bugs et des améliorations. Vous pouvez facilement mettre à jour votre système en utilisant le gestionnaire de paquets apt, comme indiqué ci-dessous :

sudo apt update
sudo apt upgrade

Vous pouvez également mettre à jour le firmware de votre Raspberry Pi de temps en temps. Cependant, cela doit être fait avec précaution, comme indiqué dans l’article lié.

Si les commandes Linux ce n’est pas trop votre truc, n’hésitez pas à jeter un œil à cet article qui vous explique les commandes qu’il faut absolument connaître. Je vous donne aussi une antisèche à télécharger pour les avoir toujours sous la main !

Dépannage des problèmes courants d’impression 3D

Ici, je parle de problèmes comme les pertes de connexion ou les échecs d’impression. Ne laissez pas votre imprimante 3D fonctionner pendant de longues périodes sans surveillance de temps en temps. Que ce soit physiquement ou à distance. Suivez les instructions du fabricant pour cette partie.

Questions fréquemment posées

Voici plusieurs questions fréquemment posées (FAQ) auxquelles vous pourriez être confronté :

Puis-je utiliser un Raspberry Pi Zero pour l’impression 3D ?

Bien que vous puissiez installer une application comme « OctoPrint » sur un Raspberry Pi Zero ou Zero W, leurs ressources limitées rendent l’exécution de l’application presque impossible.

Rappelez-vous, le Raspberry Pi Zero est équipé de seulement 512 Mo de RAM et d’un processeur fonctionnant à seulement 1 GHz. Même si vous n’avez pas nécessairement besoin du modèle le plus récent, un modèle plus puissant est recommandé.

Est-il possible de surveiller mes impressions à distance avec mon téléphone ?

Oui. Lorsque vous configurez une application comme OctoPrint, vous pouvez accéder à l’interface de la page web depuis n’importe quel appareil connecté au réseau, y compris votre téléphone.

Quel est le meilleur boîtier Raspberry Pi pour une installation d’impression 3D ?

Il existe de nombreux boîtiers Raspberry Pi que vous pouvez utiliser pour votre installation d’impression 3D. Cependant, dans cette liste, j’ai tendance à privilégier les boîtiers qui offrent une protection physique et un mécanisme de refroidissement supplémentaire, ce qui est utile lorsqu’on travaille sur de longues tâches d’impression.

• Argon NEO : Nous avons testé de nombreux boîtiers Raspberry Pi sur ce site Web et l’Argon Neo est le meilleur en général. C’est un boîtier en aluminium qui offre à la fois une protection physique et un refroidissement passif. Vous pouvez lire l’avis complet du boîtier Argon (en anglais) sur ce site après un mois complet d’utilisation.
  
• Le boîtier Flirc : Il s’agit également d’un boîtier en aluminium qui offre un refroidissement passif. Cependant, contrairement à l’Argon Neo qui dispose de fentes pour une caméra et un accès facile aux broches GPIO, le boîtier Flirc n’en a pas.
  
  Ils indiquent sur leur site Web que vous pouvez utiliser un connecteur GPIO comme celui-ci mais cela ne semble pas fiable. Vous pouvez lire l’avis complet du boîtier Flirc (en anglais) sur notre site Web.

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