Fraiseuse numérique grand format CNC

Fabrication d'une CNC : Première semaine

L’équipe d’usinette est donc invitée pour un mois en résidence par Bandits-Mages à Bourges dans leurs ateliers pour réaliser la fraiseuse numérique (cnc). Nous disposons d’un budget de 1500€. C’est une première pour le noyau dur d’usinette à la fois techniquement car nous ne sommes pas tous habitués a travailler le bois et le métal mais aussi humainement car nous souhaitons opérer comme une équipe ouverte à tous contributeurs qui souhaiteraient se joindre à nous.

Les 3 premiers jours, Loul et Thomas ont accueillit André dans leur magnifique Yourte à Morogues pour commencer la conception d’une maquette en carton échelle 1.

Le choix a été de complètement repenser le design initial que nous souhaitions utiliser et de garder à l’esprit une plus grande économie de moyens et une simplicité de fonctionnement. En effet, nous avons envisagé d’acheter les vis à billes et les rails de guidage sur la France mais le devis s’élevait à plus de 1000€ HT, les 2/3 de notre budget ! Il nous est apparu également déraisonnable de commander le même matériel moins cher mais en Chine :-)
Cette contrainte nous a conduit à revoir le système de guidage et de motorisation.

Les jours suivants nous nous sommes installé dans l’atelier de Bandits-Mages accueillis par Jean-Pascal et Jeannot, le responsable de l’atelier pour commencer le prototypage en bois et métal sur nos nouvelles bases :

Vanessa, Marie-Lou et Harold nous ont rejoint dans la foulée.

  • Usage de systèmes de rails-crémaillères de guidage en chevrons : Nous pourrons grâce à la RepRap Huxley réaliser des pignons et des crémaillères de ce type ! L’intérêt est double : les deux systèmes de guidage et moteur ne font qu’un et il sera évolutif car la fabrication d’autres sections de crémaillère pour ajouter de la longueur se fera à prix modique.
  • Révision de la géométrie de l’axe X en faisant un double portique qui supporte deux rails sur lesquels l’ensemble de l’axe Z serait "suspendu"
  • Envisager d’utiliser le même design que sur l’axe Z de la reprap Mendel en utilisant des agencement de roulements à billes similaires.

Tentative d’alternative aux roulements à bille

Bien que les roulements à bille 608zz se trouvent facilement dans les rayons roller et skate des magasins à pas trop cher, nous avons envisagé de s’en passer et d’utiliser des glissières en ABS conçus sous Openscad et fabriqué à l’aide de la RepRap Huxley :

Les premières solutions validées :

  • La structure a base de trois anneaux porteurs aux proportions 2/3 1/3 semble une bonne solution pour maintenir l’outil solidement et pour avoir une rigidité suffisante lors du fraisage dans les axes X Y
  • Au lieu d’avoir la tige fileté Z dans l’axe de l’outil, nous préférons la désaxer et ainsi pouvoir contraindre le guidage sur le même principe que l’axe Z de Mendel côté moteur et en séparant verticalement les blocs de 3 roulements pour assurer plus de couple.

Solutions rejetées :

Le système de guidage en Z sur 3 rail s’avère trop complexe a équilibrer.

Prototype fonctionnel des axes Z et X V2

Pour mettre en œuvre l’axe Z, la structure a été revue pour accepter les trois patins à roulement à billes. La difficulté pour réaliser ces patins est de plier les tiges plates en acier de 4mm en respectant des angle précis.

JPEG - 1.8 Mo

On choisis pour la structure, du contre-plaqué de 10mm sur deux épaisseurs et des colonnes de 50mm.

Une colonne acier de 30mm va servir à la fois de pièce de structure et de support de guidage su lequel deux séries de 3 roulements glisseront.

Une seconde glissière de section carrée de 16mm sera pincée par deux roulements latéraux pour éviter les rotations autour de l’axe Z.

Nous avons opté pour une défonceuse Makita GD0800C pour pour sa compacité est ses performances. Nous avons réalisé ce prototype en tenant compte de ses côtes :

Le système de guidage pour l’axe X et Y seront à leurs tour inspirés de la RepRap Mendel en reprenant ce même système avec roulements mais seront complétés par des crémaillères.

Journée atelier ouvert

Jeudi 7 avril a eu lieu la première rencontre atelier ouvert pour commencer un échange avec le public et présenter à la fois la fabrication de la machine et aussi le projet usinette. Deux autres rencontres auront lieu les 28 avril à mi-projet et le 5 mai pour une "sortie d’usine", n’hésitez pas à passer ;-)

mardi 19 avril 2011, par Alexandre Korber

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