Fabrication CNC

Salut à tous,
Nouveau sur ce forum que j'ai essayé de lire de long en large avant de présenter mes petites problématiques, j'aurai bien aimé avoir l'avis de personnes éclairées ayant construits leur propre machine ou connaissant la problématique.

Mon besoin : découpe et gravure sur bois. Dimension d'usinage : 2,5 x 1,3 m.

Au début, j'étais parti sur la construction d'une Mechmate ou Joe's CNC.
Puis après avoir parcouru le net de long en large, j'ai fini par m'arrêter sur le système de http://www.cncrouterparts.com.

Impossible de faire venir le kit complet avec le chassi alu vu les frais de port. Par contre, leur système de chariot et transmission, l'axe Z... me paraissent vraiment de qualité et d'un prix tout à fait correct. Ces gars là se sont vraiment spécialisés dans la CNC légère de précision et Ahren, le concepteur, avec qui je suis en contact pour les problématiques techniques est vraiment sympa (dur dur pour les échanges en anglais par mail par contre... )
Voilà donc quelques vues de la bête (manque quelques détails) et bien sûr la table en dessous.




Les rails (en gris) sont des plats de 6x60mm en acier étiré à froid A60. C'est ce que j'ai trouvé de plus proche de ceux utilisés aux USA. Mais assez difficile d'avoir plus d'indications auprès des vendeurs frenchies.
(Les tubes carrés gris sont les crémaillères)

Mes interrogations sont au niveau du chassis. Les profilés aluminium de norme européennes style Bosch ne conviennent pas au niveau dimension. Pour les portant de l'axe Y, je ne peux pas dépasser 36mm d'épaisseur donc je suis obligé de descendre sur du 30x90 et cela me semble un peu léger sur une longueur de 3m. Pour le portique, idem, le 80x160 aurait été parfait mais je ne peux pas dépasser 155mm de haut pour fixer l'axe Z.

Je suis donc partie sur une construction en bois. CP de bouleau en 18mm. 3 épaisseurs contrecollées, boulonnées pour le Y et 5 épaisseurs pour le portique.
J'ai pas trop peur au niveau de la rigidité mais c'est plutôt au niveau des variations d'humidité que j'ai plus de doute.

Qu'en pensez vous ?

Merci Stan pour cette réponse.

Ce système de guidage ne me semble pas si mauvais que cela (plusieurs video de machines montées avec les composants cncRouterparts dispo sur le net).
Après, adapter cela sur un chassis bois peut être problématique, j'en suis bien conscient. J'ai aussi envisagé un chassis mécanosoudé style Mechmate.
Concernant les rails, j'aurai un devis semaine prochaine pour des pièces en acier rectifié. Mais j'ai bien peur que cela explose le budget.

Je cherche juste une variante à la Mechmate (je suis largement plus à l'aise à travailler le bois que le métal) dans la même gamme de prix : environ 3500€ moteur et électronique compris (sans la broche).
Je suis bien conscient que n'atteindrai pas une précision d'1 millième mais cela ne me semble pas indispensable pour de la menuiserie.

Pour les copeaux, aux 2 extrémités du chariot se fixent des brosses pour nettoyer le rail avant le passage des roues. De plus, il y aura un système d'aspiration.

Les 36mm, c'est la largeur du support sous le rail pour permettre le passage de roue de chaque côté. A l'origine, c'est un profilé d'aluminium de 15 pouces qui est utilisé, soit 38,1 mm. Raison pour laquelle je ne peux pas utiliser du standard Bosch de 40.

Pour revenir au rail, je ne maîtrise pas du tout les résistances de tel ou tel métal et si on m'avait parlé de A60 il y a quelques semaines, j'aurais plus pensé à un modèle d'Airbus. C'est bien pour ça que je suis allé voir quelqu'un qui fait de l'usinage industriel pour avoir son avis. Il avait un rencard, j'en reparle avec lui semaine prochaine.

Le fournisseur US qui fournit les pièces de cncrouterparts est onlinemetal, et les plats sont là : http://www.onlinemetals.com/merchant.cfm?id=199&step=2&top_cat=197
Quel est l'équivalent en France ?? Tous les fournisseurs de métal que j'ai contacté m'ont ramené à ce A60 ou A37.

Les utilisateurs de ces machines avec les éléments préconisés ne semblent pas s'en plaindre.
J'ai aussi envoyé un message à un gars qui a installé ces pièces sur un chassis et portique en bois (ben ouais, réflexe de menuisier), pas de réponse pour l'instant : http://www.youtube.com/watch?v=E30SNLlowk8&list=UUtkFlqdY9x6pq8EDk1RGIhQ&index=3

une video avec chassis et portique en alu d'origine :
http://www.youtube.com/watch?v=20AHSfBKvuo#t=107

Bon, je vais essayer de décrire un peu mieux mon projet vu le peu de retour qu'il suscite.

Le but est donc de construire une CNC pour la découpe de bois (principalement panneaux : CP, MDF...). Zone de découpe utile 2,50 x 1,25m.
Mon budget : dans les 3500€ TTC (tout compris avec l'électronique et les moteurs) auquel je rajouterai la broche (certainement une chinoise 1,5 ou 2,2 Kw avec inverter et refroidissement liquide). Donc en gros dans les 4000€ le tout.

Je ne suis pas ingénieur mécanicien, j'ai donc d'emblée évacué l'idée de concevoir la machine de A à Z. Ce forum ou encore CNCzone regorgent d'informations mais encore faut-il savoir les interpréter...

Pour cette raison, je me suis d'abord tourné vers des machines auto-construites populaires comme la Mechmate. On achète les plans et au boulot. C'est quand même pas une mince affaire et c'est du tout métal. La qualité de cette outil tient beaucoup de l'adresse du constructeur. Bien que soudure et métal ne soient pas ma prédilection, avec patience et rigueur pourquoi pas.

J'ai quand même cherché un peu plus loin et ai découvert le site cncrouterparts.com. Ces gens là fournissent des machines en kit prêts à monter, de la base aux chemins de câble si on le souhaite mais vendent également tous leurs éléments à l'unité. Par exemple, leur système de transmission/pignon crémaillère équipe bon nombre de machine d'autoconstructeur comme les Joe's cnc hybride ou evo et certaines Mechmate. Et je comprend bien pourquoi : support moteur usiné en alu (10 mm) + poulie à fixer sur l'arbre du moteur + courroie + double poulie (courroie + prise sur crémaillère) + système de tension ressort + vis de fixation sur système de transport = $89.
Leur site met à disposition les plans de montage et très important pour moi : ils fournissent un fichier XML pour configurer directement MACH3 en fonction des moteurs, drivers, fins de course/homing et configuration matérielle (démultiplication...). En achetant l'électronique chez eux, ils me fournissent le plan de câblage pour concevoir l'armoire électrique (leurs boîtiers préconfigurés pour Nema 23 ou 34 coûtent quand même un bras et rajoutent des frais de port conséquents).

Je ne dis pas qu'on ne peut pas faire mieux en concevant sa propre machine mais il me semble que c'est une bonne alternative rapport qualité/prix pour des gens comme moi ne maîtrisant pas tous les tenants et aboutissants des règles élémentaires à connaître avant la conception d'une telle usine à gaz qu'est une CNC. Et puis mettre 1000€ rien que dans un guidage Hiwin pour fabriquer une mauvaise machine au final n'est pas dans mon budget.

J'ai dû me taper une bonne centaine de video concernant ces machines CNCRouterParts. Certaines toutes bêtes pour le montage, d'autres sur certaines custumisations et d'autres (que je ne retrouve malheureusement pas) d'un utilisateur ayant fait des test de répétabilité sur les 3 axes, à différentes vitesses, à vide ou dans la masse. Un boulot de fou mais qui à l'arrivée montre bien la qualité de la machine et confirme ce qu'annonce le constructeur.
On a un bon aperçu des éléments de la CNC dans la vidéo sur mon post précédent et j'invite vraiment à faire un tour sur leur site pour ceux qui serait intéressés.

Donc pour en revenir à mon interrogation première au niveau de ce post : le chassis en bois est-il jouable, plutôt du métal ?

Concernant les rails de guidage, j'aurai j'espère plus d'information sur le type d'acier à utiliser dans la semaine. Au pire, si je reste sur du A60, au vu de son bas coût, je peux le considérer comme pièce d'usure et le changer assez facilement si nécessaire.

D'avance merci si vous avez quelques conseils à m'apporter

Laurent

Merci sebastian pour ta réponse,

Cette histoire de métal me taraude l'esprit . Difficile de voir sur les video si les roulements ont enfoncé le metal ou l'ont simplement "lustré" à leurs passages.

Financièrement, je suis dans les eaux d'un budget de Mechmate. En prenant toutes les pièces chez cncrouterparts j'en suis à 2700$ soit 2700€ en tenant compte des frais de douane et frais de conversion de devises.
• 1300 € pour les parties mécaniques : chariots, éléments de transmission, crémaillères, axe Z complet, supports pour le portique. J'aurais bien acheter les 7m de crémaillère en France (transiter du metal d'un bout à l'autre de la planète ne m'enchante pas des masses), mais non compatibles avec les normes américaines en pouce. il faudrait changer les pignons et qu'ils puissent s'adapter au support transmission/moteur... et je perd l'avantage du la configuration automatique de Mach3
• 1050 € pour la partie électrique : 4 moteurs Nema 23 faible inductance précablé en DB25, 4 drivers digitaux, la carte, alimentation et relais nécessaires pour le boîtier, limit switch optique et les cables blindés aux dimensions de la machine en DB25
• 350€ de port

Reste le problème du rail. Si A60, 100€ les 3x3ml en 6x60mm

Le chassis et la table estimés à maxi 500€ en CP bouleau de 18mm en multipliant les épaisseurs : 3 épaisseurs pour les X, 2 épaisseurs pour les traverses du cadre (1 traverse tous les 30 cm). Pour la table, j'ai déjà des éléments de charpente bien sec pour les pieds, quelques pièces pour rigidifier et contreventer, cela ne sera pas bien compliqué.

Si chassis en métal, le budget ne sera pas plus cher.
Si en profilé Alu, là ça douille : environ 700€ pour un cadre avec du 30x9O pour les X, et 10 traverses en 30x60. Ca a l'avantage d'être simple à mettre en oeuvre notamment au niveau de l'équerrage et pour la fixation des éléments comme les crémaillères qui sont faites pour.

Si je me passe de l'alu, j'en suis donc à 3200€
Restera la broche (cher si 2,2 kw avec inverter et refroidissement liquide), les chemins de cable et le système d'aspiration.
Tous ça mis bout à bout, je ne devrais pas dépasser de beaucoup, les 4000€

Oui j'avais bien pensé faire le chassis dans ce sens mais ne l'ai pas représenté mon schéma.

Ici une video avec ce type de construction de chassis : http://www.youtube.com/watch?v=MKAqcLyImFM&list=UUtkFlqdY9x6pq8EDk1RGIhQ
Sa machine est certes un peu plus petite (environ 2x1,2 m je pense). Il utilise le même système de rail, chariots et transmission crémaillère.
J'ai essayé de le contacter via youtube pour avoir son avis après 2 ans d'utilisation mais pas de réponse pour l'instant...

Toute la construction est décrite sur plus de 20 video pour les plus courageux...

En fait nous sommes deux pour la conception et la future utilisation de la machine. Mon acolyte maîtrise beaucoup plus le métal et l'art de la soudure. Il avait des achats à faire chez son fournisseur de métal cet aprem et voyais un peu au niveau des sections et prix des différents éléments.
On fait le point demain.
L'avantage que je vois pour un chassis métal serait de pouvoir éventuellement surélever de 15/20 cm les axes des X, fixer l'axe Y directement sur les chariots et partir à 90°dans l'esprit Mechmate. De cette façon, on pourrait mettre les rails et roulements plus à l'abri des copeaux et réduire le porte à faux du portique.

les plans sont terminés. Quelques détails à voir pour la table encore.
Finalement, on reste sur un châssis bois et une boîte bien rigide.
Sebastian, le concept final n'est pas très loin de la video que tu as mises sur ton post précédent. J'étais déjà tombé dessus (buidyourcnc) mais ça m'était sorti de l'esprit. Merci.

J'ai eu pas mal d'échanges avec un américain qui utilise ce système de glissement, aucun problème d'usure des rails acier (équivalent A60) après plus de deux ans d'utilisation assez intensive. D'ailleurs, j'en profite pour mettre un lien sur son concept de limit switch très économique qu'il a préféré à ces capteurs bien plus onéreux (il y a aussi des tests de répétabilité sur tous les axes) :
http://www.buildlog.net/forum/viewtopic.php?f=16&t=1749&start=170

Construction en janvier/février

Si on a fait le choix du bois, c'est simplement parce qu'on se sent de le réaliser nickel de cette façon. Ce qui n'est pas le cas avec l'option métal.
J'ai un bon fournisseur pour le bois (bonne qualité, bon prix) pas pour le métal (cher si on veut des tubes bien droits dans ces dimensions).

Et puis, le métal n'a pas que des avantages. Un chassis "léger" en tubes style Mechmate vibre énormément. Le bois beaucoup moins dixit les infos que j'ai pu glaner sur le forum Mechmate.

Pour les prix :
• 350€ pour le CP bouleau 18mm de la boîte : plateau de dessous, croisés de l'intérieur, fond et côtés du dessus + les 5 épaisseurs du portique
• 100€ pour les coupes (je préfère, elles seront parfaites)
• 100€ pour les bois (45x95mm en 2 épaisseurs) de la table. On a déjà les grosses sections pour les pieds
• 70€ pour les 2 panneaux MDF : 18mm en bas de table et 25mm pour le martyr qui fermera la boîte (on aurai pu fermer la boîte avec le CP 18 et rajouter un martyr au dessus mais je préfère limiter le poids sur le bâti)

Pour la construction, une fois que la table est faite (bien de niveau), on y pose le dessous de la boîte qui nous permettra d'avoir une surface bien plane pour monter les sections croisées. C'est tout l'avantage par rapport au premier projet qui me faisait un peu peur question ajustements.

Pour les découpes à mi-bois, le plus long sera de mettre en place le procédé. Au début, j'avais envisagé la défonceuse mais pas de possibilité d'angle droit dans les intérieurs... Je pense qu'on va plutôt utiliser une scie à onglet ou scie sous table, un plan de travail bien préparé avec un système de cales pour bien répéter les coupes.

Oui Sebastian, je pourrais réduire le nombre de sections croisées (là j'ai 220 mm d'espacement) ou réduire la hauteur (là je suis à 120mm) mais cela ne me fera gagner que des chutes : j'achète les panneaux en 1500x3000 et il m'en faut obligatoirement 2 pour l'intérieur du bâti à moins de faire des espacement de 400 mm et limiter la hauteur à 100mm. J'ai pas trop envie de prendre de risque à ce niveau.

Une table à manger peut-être pas mais une super table de ping pong avec le portique bien centré assurément

Merci Sebastian, Stan, Fred pour votre aide et vos remarques qui ne vont pas forcément dans le sens du poil mais permettent de se poser les bonnes questions.

Oui je pourrais effectivement faire la table (la partie basse) un peu en retrait d'une vingtaine de centimètre tournant à l'intérieur des dimensions de la boîte. Dans ce cas, j'apporte plus de solidité et réduit les risques de fléchissement au centre mais d'un autre côté je fragilise les extrémités et les axes X ne seraient pas supportés directement.
Effectivement, la zone basse est prévue pour le stockage de panneaux grandes dimensions. Je ne suis pas sûr que ce soit très pratique à l'usage car on a toujours besoin de celui qui est tout en bas mais cela apportera du poids à cette partie. Contre les vibrations, y a pas mieux.

C'est vrai que c'est pas facile de trouver la bonne mesure, le meilleur compromis : épaisseur des bois, espacement, hauteur, assemblages...
Les pièces mécaniques et électroniques sont commandées. On se laisse cette fin d'année pour mûrir un peu cette histoire de boîte/chassis. On ne commandera le bois que début janvier, quelques jours de mise en "ambiance" dans notre atelier et zou...